【Nature:森林树木固碳速率随径级的增加而增加】

Rate of tree carbon accumulation increases continuously with tree size?

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①森林是全球碳循环的主要组成部分,树木通过净初级生产力(Net Primary Production, NPP),最终将碳储存在茎干中(反映为树木生物量的增加)。一个广为接受的假设认为,在经历最初快速的增长后,成熟后的树木生物量增长率会随著树木径级的增加而有所下降。虽然有少数单一树种的研究结果与此假设一致,然而这些研究并没有实质性地直接测量单颗树木的生物量,而是间接地通过树木年龄或单位叶面积/质量来反映树木生物量和径级之间的关系。另一方面,代谢生态学理论(Metabolic scaling theory)则预测植物生物量的增加速率应随个体大小的增加而增加,而且这一预测也得到了一些研究的实证支持。因此,这两个相互矛盾的假说限制了我们对树木生长本质的理解;

②对此,为理解森林树木固碳速率随径级的变化规律,研究人员对全球固定森林样地403个树种、672127株大径级树木的多次调查数据进行了分析;

③结果发现:全球森林中胸径大于100cm的个体年均固碳量约103千克,约是胸径为50cm个体的3倍, 96.8%的树种都在持续固碳,且固碳速率随径级(林龄)的增加而增加,而这与树木总叶面积的增加有关;

④该研究澄清了关于树木生长性质相互矛盾的假设,为森林碳动态的研究和建模工作提供了有用信息;

⑤过去认为老树只是把以前吸收的碳储存在茎干中,而不再固定新的碳。该研究则表明老树也在持续地固碳,而且固碳量要高于「年幼」的树木。林业工作者总是过多关注幼树,该研究建议,如果想要森林吸收更多的碳,也要给予老树适当的关怀。

一作&通讯:N. L. Stephenson【US Geological Survey (美国地质调查局)】,2014-1-15。

Figure 1:树木质量增长率的模型拟合,实线为最佳拟合曲线,虚线是标准差(a:Lecomtedoxa klaineana;b:Picea sitchensis)
Figure 2:403种树木的地上质量增长率(a:非洲;b:亚洲;c:澳大拉西亚;d:中南美洲;e:欧洲;f:北美)
Figure 3:研究数据与王桉 (Eucalyptus regnans,绿点) 和北美红杉(Sequoia sempervirens,红点) 的比较

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