樹木多樣性 提升森林碳儲量及土壤肥力




森林是地球生態系統的一個重要組成部分,覆蓋陸地表面約30%。森林是各種動、植物的家園,並在調節全球氣候和維持水循環發揮著關鍵作用。森林的固碳能力,亦是緩解氣候變化的一個關鍵因素。 

全球森林覆蓋率(圖片來源:NASA)

樹木多樣性一直被視為維持健康森林生態系統的一個重要元素。最近一項發表在《自然》期刊上的研究表明,增加樹木多樣性可提高30-32%的土壤碳儲量,而在往後的十年或更長時間,更可提升42-50%的氮儲存量 。不同的樹種有不同的生長習性、根系結構和光合速率,讓它們得以佔據不同生態棲位,從而提高森林的生產力和碳儲量 。

森林的功能(圖片來源:Yale Sustainability)

多樣化的森林對蟲害和病害表現出更強的適應力 。森林中混合多種樹種,有助抑制針對特定樹種之病原體的傳播,繼而降低樹木的死亡率,增加碳儲量。此外,樹木多樣性較高的森林,往往具有更複雜的結構,涵蓋各種樹齡、大小和樹冠層。這種複雜性為其他在碳儲存中扮演重要角色的生物(如:土壤微生物和真菌)提供更多棲息地。

碳儲量與樹種豐富度之間的關係(圖片來源:Xiaojuan Liu et al.)

森林土壤的肥力取決於其養分循環,如氮、磷和鉀,對植物生長至關重要。增加樹木的多樣性,(例如透過加強養分循環、提高凋落物質量和分解率,以及改善土壤微生物群落等),有助改善森林的土壤肥力 。不同的樹種具有獨特的養分吸收和釋放模式,有效增加土壤養分的可利用性。


 
土壤肥力與植物多樣性的關係(圖片來源:George N. Furey and David Tilman)

此外,樹木的多樣性能夠提高凋落物質量,提升其分解速度,令養分得以更有效釋放到土壤中。多樣化的樹木群落有利更多種類的土壤微生物生長,而這些微生物在養分循環和土壤肥力方面發揮著關鍵作用,能夠分解有機物,為植物釋放養分 。

植物多樣性與土壤微生物多樣性之間的相關性(圖片來源:Lan Liu et al.)

大眾日漸意識到,提升樹木多樣性有助增強森林的碳儲量及土壤肥力,藉以強化森林生態系統服務,這突顯了促進和維持多樣化樹木群落的價值。為此,政府和森林管理者可採取一些策略,包括通過自然演替或重新造林種去植混合樹種,以鼓勵本地樹種的繁殖;避免將多樣化的森林轉化為單一樹種的種植園,或其他減少樹木多樣性的土地用途 ;建立保護區和可持續土地使用規劃,以保護現有多樣化的森林免受退化和分割的影響 。


樹木多樣性是強化森林生態系統服務的主要元素,包括碳儲量及土壤肥力。通過了解樹木多樣性對這些服務的貢獻,政府可制定適切策略來促進和維持多樣化的樹木群落,藉以減緩氣候變化和提高森林生產力。


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[1] MIT Climate Portal: Forests and Climate Change

[2] Chen et al., Tree diversity increases decadal forest soil carbon and nitrogen accrual

[3] Paloma Ruiz-Benito et al., Diversity increases carbon storage and tree productivity in Spanish forests

[5] Salvador Lladó et al., Forest Soil Bacteria: Diversity, Involvement in Ecosystem Processes, and Response to Global Change

[6] George N. Furey and David Tilman, Plant biodiversity and the regeneration of soil fertility

[8] Corsa Lok Ching Liu et al., Mixed-species versus monocultures in plantation forestry: Development, benefits, ecosystem services and perspectives for the future



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