【增匯】樹木多樣性可能會增加森林土壤中碳與氮的儲存量
2023/09/18 @國際
摘要
研究人員利用結構方程模型（Structural Equation Modelling, SEM）分析加拿大國家森林清單（National Forest Inventory, NFI）的資料庫，探討天然林中樹木多樣性與土壤碳、氮儲存量之間的關係。研究結果顯示，保護森林的多樣性可以確保其生產力，並有可能增加土壤中碳與氮的儲存量，這將有助於維持土壤肥力並減緩全球氣候變遷。
示意圖
在《自然》雜誌上發表的一項新研究中，來自新布倫瑞克大學、東京大學、湖首大學與亞伯達大學等研究機構的研究人員分析了加拿大國家森林清單（National Forest Inventory, NFI）中數百個地塊資料。其目標是釐清樹木多樣性與天然林中土壤碳與氮儲存變化之間的關係。專家發現，保護森林的多樣性可能會增加碳與氮這兩種物質在土壤中的儲存量，有助於維持土壤肥力並減緩氣候變遷。
森林土壤在光合作用過程中封存大氣中的二氧化碳發揮著重要作用，儲存的碳至少是一般植物的三倍。同時，氮是推動森林碳同化（carbon assimilation）與植物生長的必要營養元素。
儘管過去關於生物多樣性實驗已經得知更高的樹木多樣性會導致森林土壤中儲存更多的碳與氮，但這是第一個為天然林提供類似結果的實證研究。在這項研究中，研究人員分析了361個地塊的有機土壤層樣本和245個地塊的礦質土壤層樣本，涵蓋了加拿大絕大部分的陸地，陸地上生長著各種冷杉、楓樹、松樹、雲杉、鐵杉、雪松與其他樹種。
為了計算土壤碳與氮儲存的變化，研究人員比較了2000-2006年間與2008-2017年間2次NFI樣地普查的資料。根據物種豐富度（樹種的數量）、物種均勻度與功能多樣性（包括葉片氮含量、樹高等特徵）測量樹木多樣性。
研究結果顯示，將物種均勻度從最小值增加到最大值，可以使有機土壤層的碳儲存量增加30%，氮儲存量增加42%，在將樹木功能多樣性最大化的同時，土壤礦物質的碳儲存量增加了32%，氮儲存量增加了50%。
物種的多樣性意味著不同類型的樹木以不同的方式獲取和儲存生物量—無論是在活的樹幹、根、樹枝和葉子中，還是在土壤上與土壤中新死與腐爛的植物碎屑中。
這也顯示，促進樹木多樣性不僅可以提高生產力，還可以幫助減緩氣候變遷與減少土壤退化，從而凸顯森林生物多樣性保護的重要性。【延伸閱讀】- 【增匯】生物多樣性高的森林更能長期穩定固碳
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