原创 芋头先生 国际科学

热带雨林是地球赤道附近的森林生态系统，气候炎热，雨量充沛，生物群落演替速度极快，是世界上大多数动植物的栖息地。由于热带雨林中存在众多植物，净化空气的能力也尤为强大，能够吸收并存储大量的CO2，是全球碳循环的重要组成部分。

可是，热带雨林，究竟一年能储存多少碳呢？

近日，来自国际应用系统分析研究所的研究人员通过对中美洲热带雨林进行调查，明确了雨林的碳储存能力。该项研究发表在Scientific Reports（科学报告）杂志上，其题目为Climatic and edaphic controls over tropical forest diversity and vegetation carbon storage，中文翻译为《气候和生态控制对热带森林多样性和植被碳储量影响》。

研究人员选取了中美洲哥斯达黎加近太平洋一侧，15个未受外界干扰的热带森林区域，共选取了447种热带植物进行研究，明确了区域气候和土壤的复杂关系，以及它们如何影响热带森林多样性及植被的碳储量。

作者弗洛里安·霍夫汉斯（Florian Hofhansl）表示：“我想知道我们需要搜集多少数据，才能就热带雨林的碳存储能力做出正确的假设。换句话说，热带植被到底能固定多少碳？此外，我们想知道，这个过程中是否存在生物因素的影响，即不同植物吸收碳的能力是否存在差异。或者说，这种差异是由于非生物因素而产生的，例如土壤性质等局部环境因素影响了热带地区生态系统的碳存储能力。”

研究人员提出了一种结构方程模型，用于将热带森林多样性和植被碳存储的多个控制因素之间的相互关系可视化。

该模型主要由两个轴表示：PC1是气候控制；PC2是土壤控制。各变量间存在明显的正（绿色）或负（红色）箭头关系。宽度表示作用强度。

由该模型可知，植物多样性主要由土壤和水资源决定的，碳存储能力主要由树木密度决定的。

除了温度、降雨等气候因素外，土壤质地和化学因素等也是热带植物群落组成的重要因素，它们影响了水和养分的利用率。

研究人员表示，虽然他们并没有发现热带森林多样性与植被碳储量之间的直接关系，但他们发现生物和非生物因素实际上会相互影响。可以根据水和养分等其他资源的可用性来确定生态系统可以存储多少碳。

考虑到不同植物间的生存方式不同，其碳存储能力也有所区别，因此研究人员专门研究了不同树木（例如棕榈树和藤本植物）之间的差异。

通常而言，藤本植物生长相对较快，会长到树冠，从而吸收来自太阳的能量，但它们并不像树木那样粗大，能储存足够量的碳。研究人员最后统计发现，在研究区域中，植被碳存储能力为每公顷114~172吨。

研究人员表示，该项研究结果可用于改善已有的植被模型，更好地应对气候变化，为其提供更详细的参数，也为其他科学家进一步完善未来气候变化条件下热带森林生态系统功能提供数据。

参考文献：

[1] Florian Hofhansl, Eduardo Chacón-Madrigal, Lucia Fuchslueger, Daniel Jenking, Albert Morera-Beita, Christoph Plutzar, Fernando Silla, Kelly M. Andersen, David M. Buchs, Stefan Dullinger, Konrad Fiedler, Oskar Franklin, Peter Hietz, Werner Huber, Carlos A. Quesada, Anja Rammig, Franziska Schrodt, Andrea G. Vincent, Anton Weissenhofer, Wolfgang Wanek. Climatic and edaphic controls over tropical forest diversity and vegetation carbon storage. Scientific Reports, 2020; 10 (1) DOI: 10.1038/s41598-020-61868-5.

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