新疆师范大学高杰课题组揭示人工林与天然林的区别

以下文章来源于JIPB ，作者JIPB

森林生态系统作为巨大而持久的碳汇，在全球碳固定以及缓解温室效应中发挥着不容忽视的作用。生物量常被用于作为碳固定的关键指标。以往关于森林生物量的研究主要关注于地上部分，而忽视了地下生物量对碳固定的重要贡献。森林地上—地下生物量分配格局反映了森林的资源利用和分配策略。随着全球气候的变化，驱动森林地上—地下生物量分配格局的关键因子仍不清楚。同时，森林起源的差异（人工林vs天然林）也为量化全球变化对森林地上—地下生物量分配格局的具体影响带来了更大的不确定性。

JIPB近日在线发表了新疆师范大学高杰教授课题组题为“Climate factors affect forest biomass allocation by altering soil nutrient availability and leaf traits”的研究论文（https://doi.org/10.1111/jipb.13545）。该研究基于中国384片人工林以及541片天然林的生物量数据，通过meta分析发现人工林的地下生物量占比（belowground biomass proportion, BGBP）显著高于天然林。气候因子不仅能够直接影响人工林与天然林的BGBP，还通过影响土壤养分可利用性（比如土壤pH），进而影响人工林与天然林的BGBP。

图. 气候因子调控森林BGBP作用机理

高杰课题组研究发现人工林与天然林的BGBP在宏观尺度上表现出明显的地理变异，整体上来说，人工林的BGBP要高于天然林。随着温度和降雨量的增加，无论是人工林还是天然林的BGBP均显著下降（P < 0.001）。土壤养分因子在调控森林BGBP的宏观变异中也扮演着不可忽视的作用，有趣的是，天然林的BGBP随着土壤氮含量的增加而显著增加，而人工林的BGBP随着土壤氮含量的增加而显著降低（P < 0.001）。另外，无论是人工林还是天然林，BGBP与土壤磷含量存在显著负相关，与土壤pH显著正相关（P < 0.001）。与天然林相比，人工林的BGBP对环境因子变化的响应更为敏感。叶功能性状在塑造人工林与天然林BGBP变异的能力要弱于气候因子和土壤养分因子。结构方程结果表明，气候因子主要是通过影响土壤养分有效性进而影响森林的BGBP。

高杰课题组近年来在植被功能性状以及群落功能研究中取得了一系列进展，揭示了人工林与天然林群落生产力差异及其驱动因素（Gao et al., 2023）以及基于群落功能性状的植物生存策略的空间变异及其驱动因素（Wang et al., 2022）。这篇论文进一步揭示了生物因子和非生物因子在驱动森林BGBP空间变异的主要作用以及具体过程。

西南林业大学巩合德副教授、中央民族大学宋文琛博士、新疆师范大学硕士研究生王娴娴和王江峰为该论文的共同第一作者，高杰教授为通讯作者。美国加利福尼亚大学硕士研究生张新宇、新疆师范大学硕士研究生汲玉慧也参与了该项研究工作。该研究得到了自治区面上基金以及自治区人才项目“天池英才”的资助。

参考文献：

1.Gao, J., Ji, Y., and Zhang, X. (2023). Net primary productivity exhibits a stronger climatic response in planted versus natural forests. For Ecol Manag. 529: 120722.

2.Wang, J., Wang, X., Ji, Y., and Gao, J. (2022). Climate factors determine the utilization strategy of forest plant resources at large scales. Front Plant Sci. 13: 990441.

转自：“iPlants”微信公众号

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