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十年研究成果顯示：樹種多樣性提高樹木栽種成功可能
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近日，史密森尼環(huán)境研究中心（SERC）和大自然保護(hù)協(xié)會(huì)（TNC）發(fā)表的一項(xiàng)新研究表明，實(shí)施多樹種造林的森林并進(jìn)行合理的樹種布局，有助于提高樹苗成活率。這項(xiàng)研究是SERC大型再造林項(xiàng)目BiodiversityTREE的十年研究成果，該項(xiàng)目旨在持續(xù)100年測(cè)試不同的植樹策略對(duì)樹苗存活和其他生態(tài)系統(tǒng)功能的影響。
森林具有天然豐富的生物多樣性，而植物物種的多樣性能夠帶來一系列好處：抵抗病蟲害的威脅、提高應(yīng)對(duì)氣候變化的能力和增加野生動(dòng)物的棲息地。然而，很多種植園和一些森林恢復(fù)項(xiàng)目都是單一種植，即在土地上種植單一的植物物種。這種做法使有管理和無管理的森林在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)上都易受到不斷變化的條件的影響。單一種植的另一缺點(diǎn)是種植失敗的風(fēng)險(xiǎn)：樹苗不能茁壯成長(zhǎng)和過早死亡。
數(shù)百項(xiàng)科學(xué)研究表明，生物多樣性增強(qiáng)了生態(tài)系統(tǒng)功能，這表明植樹造林的多樣性可以改善它們的生存結(jié)果。然而，很少有人在樹木上檢驗(yàn)這一假設(shè)。因此，科學(xué)家設(shè)計(jì)了BiodiversityTREE來測(cè)試樹種多樣性是否影響生態(tài)系統(tǒng)功能，這是北美同類實(shí)驗(yàn)中規(guī)模最大的一次。
2013年，科學(xué)家和100名志愿者在美國(guó)切薩皮克灣（Chesapeake Bay）附近的原農(nóng)業(yè)用地上種植了20000棵樹苗，開展BiodiversiTREE項(xiàng)目。在一些地區(qū)，科學(xué)家和志愿者種植了單一植物物種，而在另一些地區(qū)種植了4或12個(gè)植物物種。前三年每年監(jiān)測(cè)該項(xiàng)目種植的約8000棵樹，此后每?jī)傻饺瓯O(jiān)測(cè)一次。
10年后，研究結(jié)果表明，具有不同樹種的再造林項(xiàng)目更有可能使得樹木茁壯成長(zhǎng)，降低種植失敗的風(fēng)險(xiǎn)。
SERC森林生態(tài)學(xué)家、發(fā)表在《恢復(fù)生態(tài)學(xué)》（Restoration Ecology）上的該研究主要作者雷切爾·金（Rachel King）說：“即使種植4個(gè)樹種而不是種植單一樹種，也會(huì)顯著降低地塊的生存差異，這表明生物多樣性的小幅增加可能會(huì)對(duì)植樹工作的成功產(chǎn)生重大影響。”
這一結(jié)果與之前的樹種多樣性實(shí)驗(yàn)相呼應(yīng)，即單一栽培既可以蓬勃發(fā)展，也可以徹底失敗，因此只種植一個(gè)樹種是有風(fēng)險(xiǎn)的。BiodiversityTREE的單一樹種地塊容易出現(xiàn)“繁榮或蕭條”，懸鈴木等物種的存活率為99%，而山核桃地塊的存活率約為21%。然而，樹種多樣化的地塊要穩(wěn)定得多?？傮w而言，單物種區(qū)的生存變異性大約是4個(gè)和12個(gè)物種區(qū)變異性的兩倍。
森林生態(tài)系統(tǒng)覆蓋了地球上近三分之一的陸地面積，支持著地球上大多數(shù)陸地物種和世界各地?cái)?shù)百萬人的生計(jì)。森林在應(yīng)對(duì)氣候變化中也至關(guān)重要。僅在美國(guó)，就有多達(dá)1.48億英畝的機(jī)會(huì)恢復(fù)森林覆蓋，每年可捕獲5.35億噸二氧化碳，相當(dāng)于從道路上清除1.16億輛汽車。
該論文合著者、TNC資深森林恢復(fù)科學(xué)家蘇珊·庫(kù)克·巴頓（Susan Cook-Patton）說：“僅僅依靠種樹并不能解決氣候變化問題，但如果做得好，種樹作為一種基于自然的氣候解決方案具有巨大潛力。如果我們要投資植樹造林，重要的是要確保通過種植多種本地物種而使新的森林獲得成功。”
切薩皮克灣橫跨美國(guó)6個(gè)州和華盛頓特區(qū)，是美國(guó)最大、世界第三大河口。但過度施肥等人類活動(dòng)已經(jīng)威脅到這一曾是世界上生產(chǎn)力最高的河口之一。因此，在這一重要流域植樹將有助于陸地和水域生態(tài)的恢復(fù)。
SERC陸地生態(tài)實(shí)驗(yàn)室的合著者兼首席技術(shù)員杰米·普倫（Jamie Pullen）說：“森林通過過濾營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)揮著重要作用，對(duì)整個(gè)流域進(jìn)行再造林——像我們?cè)贐iodiversityTREE中所做的那樣——可以為改善切薩皮克灣健康提供有價(jià)值的見解。”
SERC高級(jí)科學(xué)家、BiodiversityTREE主任約翰·帕克（John Parker）表示：再造林和植樹越來越成為自然氣候解決方案的一部分，但很少有項(xiàng)目監(jiān)測(cè)其生存結(jié)果或?qū)ζ渌鷳B(tài)系統(tǒng)功能的影響。BiodiversityTREE和TreeDivNet全球聯(lián)盟中的一個(gè)類似項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)試圖填補(bǔ)這些知識(shí)空白，并為更好的生態(tài)系統(tǒng)管理提供可靠的科學(xué)依據(jù)。
這項(xiàng)研究可在該雜志的網(wǎng)站上查閱。
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