印度西高止山脉湿润落叶林生态系统碳储量调控机制：森林类型、植被结构与土壤特性的交互作用

本研究针对热带森林碳储量调控机制不清的问题，通过对比永久保护地（PPP）与柚木人工林（TP）的植被结构多样性（Shannon指数H′、物种丰富度SR）、土壤特性（容重、pH、N）及养分（P、K、Mn等），揭示树密度、H′和土壤养分（P、K、C/N）驱动73–90%碳储量变异，证实结构多样性是主要调控因子，为热带森林可持续管理提供科学依据。

　　

在全球气候变化背景下，热带森林作为陆地生态系统的核心碳库，储存着约230–260 Pg碳（1 Pg = 10¹⁵ g），但其碳动态机制仍存在显著认知缺口。西高止山脉作为生物多样性热点区域，面临人工林扩张导致的植被结构简化、土壤退化等问题，进而威胁碳汇功能。尽管该区域森林碳储量高出全球热带平均水平1.5倍，但关于森林类型转换如何通过植被-土壤互作影响碳分配的机制尚不明确。

为解决这一问题，来自尼赫鲁大学等机构的研究团队在《CATENA》发表研究，通过对比永久保护地（PPP）与柚木人工林（TP）的生态系统特征，揭示了植被结构多样性与土壤养分的协同调控机制。研究采用样方调查（12个样地）、土壤分层采样（0–100 cm）及结构方程模型（SEM）技术，量化了森林类型对碳储量的直接与间接效应。

研究结果

1. 植被特征变异：PPP森林的树密度、基面积分别比TP高30%和19.7%，Shannon指数（H′）与物种丰富度（SR）显著提升47.1%和53.4%，表明天然林具有更复杂的结构多样性。
2. 碳储量分布：PPP的树木生物量碳（Tcs）和土壤有机碳（SOC）分别达186–312 Mg C ha^?1和16–84 Mg C ha^?1，合计贡献森林总碳储量的47–54%，显著高于TP。
3. 驱动因子：SEM分析显示，树密度、H′及土壤养分（P、K、C/N、Mn）解释73–90%碳储量变异，其中结构多样性直接效应占主导，而土壤性质（如容重、pH）影响较弱。

结论与意义
该研究首次在西高止山脉尺度上阐明了天然林优于人工林的碳汇机制：高结构多样性通过优化光资源与养分利用效率（如P、Mn循环），促进生物量积累与土壤碳固定。这一发现挑战了传统人工林管理的碳汇假设，强调保护天然林结构完整性的生态必要性。研究为热带森林的“基于自然的解决方案”（Nature-based Solutions）提供了实证支持，对全球碳模型修正（如多养分耦合效应）和区域保护政策制定具有里程碑意义。