西高止山脉大型树木与树种多样性对碳储量的协同增强效应

本研究针对热带森林碳储量评估的关键问题，通过分析西高止山脉8个1公顷永久样地的地上生物量(AGB)、多样性及结构特征，揭示了大径级树木(DBH≥60 cm)虽仅占0.18-3.14%却贡献5.9-62.13%的AGB，证实香农多样性指数(r=0.63)、平均胸径(r=0.99)和总断面积(r=0.76)与AGB呈显著正相关，为兼顾生物多样性保护与气候减缓的森林管理策略提供了科学依据。

　　

热带森林作为地球的"绿色肺脏"，储存着全球55%的森林地上碳储量，却面临着气候变化和人类活动的双重威胁。西高止山脉——这个被联合国教科文组织列为世界遗产的生物多样性热点区域，拥有占全球12%的树种资源，其碳汇功能对印度实现2070年碳中和目标至关重要。然而，现有研究多局限于单一样地分析，缺乏对生态系统碳储量与生物多样性关联的系统评估。更令人担忧的是，那些对碳存储贡献巨大的大型树木（直径超过60厘米的"森林巨人"），正因环境变化而日益脆弱。

针对这一科学空白，研究人员开展了一项跨越西高止山脉南北梯度的大型研究。通过对8个1公顷永久样地的全面调查，首次整合了该区域长期植被监测数据。研究团队采用标准化的森林调查方法：所有胸径(DBH)≥3 cm的树木均被标记定位，使用卷尺和游标卡尺精确测量胸围(GBH)，多干树木分别测量后合计断面积。AGB计算采用泛热带生物量方程，同时记录海拔、坡度等环境参数。统计分析采用Pearson相关和回归模型，重点评估大径级树木对AGB的贡献率。

研究结果揭示：

1. 碳储量空间异质性：AGB值在228.6-746.8 Mg/ha间波动，热带湿润常绿林平均达444.3 Mg/ha，显著高于次生林(228.6 Mg/ha)和半常绿林(298.76 Mg/ha)。
2. 生物多样性的碳汇效应：香农多样性指数与AGB呈中度正相关(r=0.63)，印证了"多样性-生产力"假说在该区域的适用性。
3. 结构决定功能：平均DBH展现惊人的相关性(r=0.99)，总断面积(r=0.76)同样成为AGB的可靠预测指标。
4. 大型树木的关键作用：DBH≥60 cm的个体虽仅占0.18-3.14%，却贡献了5.9-62.13%的AGB，其定义阈值(r=0.70-0.82)与AGB高度相关。

讨论部分强调了三重科学价值：首先，证实了保护大型树木可作为"事半功倍"的碳汇管理策略——在卡达马内样地，仅3.14%的大树贡献了62.13%的AGB。其次，揭示了结构复杂性（如多干树木的断面积累计效应）对碳储量的放大作用。更重要的是，建立了多样性-结构-碳储量的量化关系，为《生物保护》期刊关注的"基于自然的解决方案"提供了实证支持。

这项研究不仅填补了西高止山脉生态系统碳评估的空白，更创新性地提出"以大型树木为锚点、以多样性为网络"的保护框架。随着印度推进30亿吨CO₂的森林碳汇目标，该成果可直接指导保护区的精准管理——例如通过调整采伐径级阈值、建立大树数据库等措施，实现生物多样性与气候目标的协同增效。未来研究可结合LEMoN网络等长期监测数据，进一步解析气候变化下大树的存活机制，为热带森林的适应性管理提供科学支撑。