木材密度(定义为每新鲜木材体积的干质量)是树木碳投资策略的关键指标,木材密度在决定树种的竞争能力和塑造森林生态系统的组成、结构和功能方面起着至关重要的作用。此外,木材密度与生物量生产之间的紧密联系使其成为量化陆地碳吸收和储存的一个重要指标。尽管如此,人们对木材密度的全球变化及其环境控制仍然知之甚少,因此无法准确预测全球森林碳储量。在该研究中,作者分析了110 万个森林资源调查样地的信息以及10703 个树种的木材密度数据,从空间上明确了解了全球木材密度分布及其驱动因素。研究结果揭示了木材密度具有明显的纬度梯度,热带森林的木材密度比北方森林高出30%。在被子植物和裸子植物中,以年平均温度和土壤湿度为代表的水热条件是影响全球木材密度变化的主要因素。这表明不同植物类群之间存在相似的环境过滤和进化适应性,突出了非生物因素在森林生态系统中决定木材密度的重要作用。此外,该研究还强调了干扰因素(如人为干扰和火灾风险)在更大范围内影响木材密度的突出作用。考虑到木材密度的空间变化会显著改变森林碳储量的估算,导致生物群落内的差异高达21%。因此,该研究有助于加深对陆地生物量分布以及环境变化和干扰如何影响森林生态系统的理解。图1 全球森林调查样地以及裸子植物、被子植物、森林类型和生物群落中的木材密度。裸子植物(a )和被子植物(c)的木材密度分布以及被子植物比例对CWD (community-wide
mean wood density,群落平均木材密度)的影响(b)。d,
GFBi (global
forest biodiversity initiative,全球森林生物多样性倡议)数据库中约 110 万个样地的CWD 观测地点分布。不同森林类型(e) 或生物群落(f) 水平上的 CWD观测值。
图2 全球树种的系统发育树和木材密度信息。
图3 全球木材密度分布图。
图4 环境指标对木材密度影响的重要性。
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