二十年间沿热带森林恢复干预梯度的地上生物量积累

《Global Change Biology》：Aboveground Biomass Accumulation Over Two Decades Across a Gradient of Tropical Forest Restoration Interventions

　　

摘要

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热带森林恢复是一项重要的基于自然的解决方案，可以通过封存碳来减缓气候变化。恢复方法包括从自然再生到密集植树，但很少有研究比较在同一地点实施的多种恢复处理措施在十年时间尺度上的地上生物量（AGB）储量。在这里，我们利用了哥斯达黎加南部一项为期二十年的恢复实验数据；在 2004 年至 2006 年间，我们建立了代表干预强度梯度的恢复样地：自然再生（不植树）、应用核化（种植树丛）和种植园（全部植树）。我们比较了四种种植树种和自然招募树木在 18 至 20 年间的 AGB。我们还考察了 AGB 池与从恢复开始后 16 至 18 年收集的无人机载 LiDAR 数据衍生的结构指标之间的关系。因为大部分 AGB 存在于种植树木中，尽管种植树木死亡率较高，但与自然再生相比，种植园的 AGB 大约高出 6.5 倍，与恢复开始后二十年的应用核化相比，种植园的 AGB 也高出一倍。然而，种植园处理抑制了自然招募的 AGB，且积累的 AGB 量仅为自然再生处理的一半。自然招募树木在 AGB 中的比例在应用核化中是种植园的四倍。LiDAR 定量的叶面积指数（LAI）与自然再生样地中的总 AGB 相关性更紧密，而冠层高度与种植园和应用核化处理中的种植生物量相关性更强。我们的结果强调，植树可加速退化地点的 AGB 积累，并说明从业者应选择具有互补生活史策略的物种，以便在第一个十年之后继续封存碳。鉴于种植树木生物量与自然招募生物量之间的权衡，种植较少树木的空间模式方法可能更好地平衡除碳积累以外的恢复目标，从而导致具有更高结构和生物多样性的重新造林系统。

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热带森林恢复是一项重要的基于自然的解决方案，可以通过封存碳来减缓气候变化。恢复方法包括从自然再生到密集植树，但很少有研究比较在同一地点实施的多种恢复处理措施在十年时间尺度上的地上生物量（AGB）储量。在这里，我们利用了哥斯达黎加南部一项为期二十年的恢复实验数据；在 2004 年至 2006 年间，我们建立了代表干预强度梯度的恢复样地：自然再生（不植树）、应用核化（种植树丛）和种植园（全部植树）。我们比较了四种种植树种和自然招募树木在 18 至 20 年间的 AGB。我们还考察了 AGB 池与从恢复开始后 16 至 18 年收集的无人机载 LiDAR 数据衍生的结构指标之间的关系。因为大部分 AGB 存在于种植树木中，尽管种植树木死亡率较高，但与自然再生相比，种植园的 AGB 大约高出 6.5 倍，与恢复开始后二十年的应用核化相比，种植园的 AGB 也高出一倍。然而，种植园处理抑制了自然招募的 AGB，且积累的 AGB 量仅为自然再生处理的一半。自然招募树木在 AGB 中的比例在应用核化中是种植园的四倍。LiDAR 定量的叶面积指数（LAI）与自然再生样地中的总 AGB 相关性更紧密，而冠层高度与种植园和应用核化处理中的种植生物量相关性更强。我们的结果强调，植树可加速退化地点的 AGB 积累，并说明从业者应选择具有互补生活史策略的物种，以便在第一个十年之后继续封存碳。鉴于种植树木生物量与自然招募生物量之间的权衡，种植较少树木的空间模式方法可能更好地平衡除碳积累以外的恢复目标，从而导致具有更高结构和生物多样性的重新造林系统。

利益冲突

作者声明无利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据和代码已存档于 Dryad 数字仓库（https://doi.org/10.5061/dryad.0p2ngf2gt）。