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为探究入侵物种对生态系统的影响，研究人员以印度中部热带干旱落叶林为对象，研究银合欢入侵对碳固存率和生物多样性的作用。发现入侵林分茎密度、总生物量和碳固存率更高，但阻碍生物多样性恢复，对生态修复有重要参考。
在全球生态修复的大背景下，如何平衡碳固存与生物多样性保护成为棘手难题。大量研究表明，外来物种凭借高生长速率和环境适应力，常被用于退化生态系统的植被恢复，但其潜在生态风险却未被充分认知。例如，豆科植物银合欢（Gliricidia sepium）因具备固氮能力和速生特性，被印度等热带国家广泛种植以改善土壤质量、增加碳汇，然而其入侵性却可能对本地生态系统造成长期威胁。目前，关于入侵物种在次生演替过程中对碳循环和生物多样性的双重影响机制尚不明确，尤其是在热带干旱落叶林这类脆弱生态系统中，相关研究的缺失导致生态修复策略面临 “固碳优先还是保生物多样性优先” 的决策困境。
为破解这一科学难题，印度研究人员针对银合欢入侵的热带干旱落叶林群落展开深入研究。该团队以印度中部温迪亚山脉（Vindhyan range）相邻的入侵林分（含银合欢）和未入侵林分（以本地树种为主）为研究对象，通过长期野外监测和多维度数据分析，揭示了入侵物种在碳固存与生物多样性权衡中的关键作用。研究成果发表于《Environmental Challenges》，为全球生态修复工程提供了重要的理论依据。
研究采用了以下关键技术方法：
- 样地调查：在入侵林分设置 20 个 25m×25m 样方，未入侵林分设置 10 个同规格样方，测定胸径（GBH）、树高、物种组成等基础数据。
- 生物量估算：利用异速生长方程（如 Chave 等 2014 年公式）分别计算成年树（GBH≥30cm）和幼树（GBH<30cm）的地上生物量（AGB），结合地下生物量（BGB）公式，得出总生物量（TB）。
- 碳固存率分析：通过 2020 年和 2022 年两期数据，计算木本植物总碳（TWC）变化速率，公式为 CSR=|TWC????-TWC????|/2。
- 多样性指数计算：运用香农多样性指数（H’）、辛普森优势度指数、玛格丽特丰富度指数和皮洛均匀度指数评估群落结构。
- 结构方程模型（SEM）：解析银合欢入侵对碳固存率的直接与间接影响路径，验证茎密度、 basal area 等变量的中介效应。
3.1 植被特征差异
入侵林分的茎密度（1059.2±37.94 株 / 公顷）显著高于未入侵林分（652.5±26.93 株 / 公顷），其中银合欢贡献了 56.99% 的总生物量，远超其他优势种（如凤凰木占 7%）。尽管入侵林分的 basal area 略低于未入侵林分，但银合欢在群落中的优势地位导致物种均匀度（0.502±0.04 vs 0.69±0.03）和香农多样性指数（1.52±0.16 vs 1.56±0.08）呈下降趋势，显示其群落结构趋于单一化。
3.2 生物量与碳固存效率
入侵林分的总生物量（94.45±10.27 Mg / 公顷）和碳固存率（8.01±1.50 Mg C / 公顷 / 年）分别比未入侵林分高 30% 和 10 倍以上。结构方程模型表明，银合欢入侵通过直接提升茎密度（β=0.003, p<0.001）和间接促进碳积累（通过茎密度中介效应），显著增强固碳能力。然而，这种高效固碳是以抑制本地物种更新为代价的 —— 入侵林分中本地幼苗萌发率较未入侵林分降低 40%，揭示了 “碳增益 - 多样性损失” 的生态 trade-off。
3.3 入侵效应的路径解析
SEM 模型显示，银合欢入侵对碳固存率的直接效应（β=0.003）和通过茎密度的间接效应（β=-0.0001, p=0.04）并存。尽管 basal area 与碳固存率呈负相关（β=-0.673, p<0.001），但茎密度的正向驱动作用占主导地位。这一结果印证了入侵物种作为 “生态系统工程师” 的双重角色：短期内通过高丰度和速生性快速固碳，长期则可能因抑制本地物种而损害生态系统韧性。
研究结论指出，银合欢入侵虽能显著提升热带干旱落叶林的碳汇能力，但其对生物多样性的抑制作用会阻碍联合国生态修复目标（如 REDD + 计划）的实现。在生态修复实践中，盲目依赖入侵物种可能导致 “碳短期达标、生态长期受损” 的局面。研究建议，应优先采用本地先锋物种（如柚木 Tectona grandis）进行植被重建，通过人工干预控制入侵物种扩散，同时利用固氮 native species 优化土壤养分循环，以实现碳固存与生物多样性保护的协同增效。该研究为全球热带地区的退化森林修复提供了 “低风险、可持续” 的路径选择，强调在生态工程中需综合考量短期效益与长期生态安全，避免以牺牲生物多样性为代价的单一目标导向策略。
