混交林碳储量是纯林的两倍

马克平研究员（右一）与史密德教授（右二）一起考察实验样地　杨波摄

项目自建苗圃培育了实验用的40多种30多万株幼苗　马克平摄

中国绿色时报10月10日报道（记者　丁洪美）　美国《科学》期刊10月5日刊发文章指出，混交林的碳储量是纯林的两倍，营造混交林更有利于减缓气候变化。这项研究由来自中国、瑞士和德国的科研团队共同完成。这一研究结果与该团队此前发表在英国皇家学会会刊上的野外观测结果一致，但这次的研究结果是通过大型野外控制实验得出的，解决了野外观测无法直接证明更高的生物多样性是导致更高碳储量原因的问题。
在中国江西建立50公顷森林生物多样性实验基地
2009年，来自中国、瑞士和德国的科研人员在江西省德兴市新岗山镇建立了一个约50公顷的森林生物多样性实验平台——中国亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验基地（BEF-China），种植了超过30万棵树，包括40多个亚热带树种。造林后8年的研究结果显示，种植多物种混交林既能保护生物多样性，又能减缓气候变化，是比种植纯林更好的植树造林策略。
这项研究的中方负责人、中国科学院植物研究所研究员马克平说，他们在不同样地设计种植不同多样性水平的树种组合，从单物种纯林到由16个物种组成的混交林，目的是为了研究树木多样性与森林生态系统功能的关系。8年以后他们发现，16个物种构成的混交林地上生物量每公顷平均存储约32吨碳，而纯林的碳储量每公顷仅约为12吨，不及混交林的一半。植物通过光合作用从大气中固定二氧化碳并转化成自身的生物量。如果营造的森林能存储更多的碳，则可以在增加木材产量的同时，缓解温室效应。
生物多样性是森林高产的直接原因
这项研究结果与中国亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验平台（BEF-China）此前发表于英国皇家学会会刊的野外观测结果一致，即多样性与碳储量关系在天然林中也为正相关关系。马克平既是本篇文章的通讯作者也是之前文章的通讯作者，他说：“此前的研究是基于不同多样性水平的天然林样地，因此无法直接证明更高的生物多样性是导致更高碳储量的原因。但现在，我们通过大型野外控制实验，严格控制森林树木的物种多样性，得出了同样的结论，证明了生物多样性是森林高产的直接原因。”
生物多样性能提高植被生产力，这一结论此前在欧洲和美国的草地生态系统中已有实验验证。相比于草地生态系统，森林生态系统具有更高的生物多样性，树种间的生态位可能更相似。因此，科学家们曾推测森林生态系统生物多样性作用甚微或基本没有。但是，中国的森林生态系统实验以事实推翻了这个推论。马克平说：“在中国的森林生态系统实验中，生物量随生物多样性增加而快速增加，与草地生态系统类似。仅仅在种植4年之后，就可以明显看到纯林与混交林的区别，这些差别在接下来的4年里越来越显著。”
森林生产力越高　缓减气候变化效应越大
这项研究表明，不同的森林在保护环境缓减气候变化中所起的作用并不相同：多树种的混交林比单一树种的纯林可以提供更多的生态系统服务，可以最大限度地提高碳储量并减缓全球气候变暖，而且有利于保护濒危物种。瑞士苏黎世大学的史密德教授是BEF-China实验的主要设计者之一。他说：“令人遗憾的是，目前，人们对林业仍有一个普遍的误解，认为提高生产力和保护生物多样性不能同时实现。但事实完全相反，种植对保护生物多样性有利的多树种混交林，能同时促进森林生产力的提高。”此外，这项科学研究也发现，物种多样性高的森林对病虫害和越来越频繁的极端气候事件，通常具有更高的抵抗力。
另外，这项研究结果也从经济学上说明了生物多样性的重要性。如果将实验中观察到的结果外推到世界现有森林，全世界树种多样性降低10%，就会在经济上造成每年200亿美元的损失。这一结果显示，种植混交林在经济上也是有利的。
目前，全世界很多地区都在开展大型植树造林项目，希望种植更多的树木以缓解气候变化。在2010年至2015年间，仅在中国，每年新种植的森林就超过150万公顷。因此，这项研究结果，不仅具有重要的理论意义，而且对指导今后人工造林的树种设计，具有重要的现实意义。
新闻背景
BEF-China项目的目的是研究中国森林树木和灌木多样性的意义。“BEF”是“生物多样性和生态系统功能”的简称。BEF-China项目位于江西省德兴市新岗山镇，是全球首个在高生物多样性的亚热带森林区建立的大型野外森林多样性实验基地。该项目的国际科研团队于2009年和2010年在大约50公顷的山地上种植树木，最终建立了560多个样地，包含了不同的物种多样性梯度。每个样地面积为1亩，种植了400棵树。整个实验的物种库有40个树种和20种灌木。这些设计特点让BEF-China成为全世界最大的森林野外生物多样性实验基地。这样大型的生物多样性实验，能让科学家们研究不同生物多样性下的不同的生态系统功能，特别是那些有利于人类的生态系统服务功能，比如碳存储、木材生产以及防止水土流失等。
来自中国、瑞士和德国的20多所大学和研究机构参与了该项目。研究经费来自于中国科学院、中国国家自然科学基金（NSFC）、中德科学基金会、瑞士科学研究基金（SNSF）、德国科学研究基金（DFG）和欧盟基金等。