中非热带森林次生演替过程中的净初级生产力和碳分配

《New Phytologist》：Net primary productivity and carbon allocation along secondary succession in a central African tropical forest

次生森林在热带碳动态中起主导作用，其NPP分配从早期木质生产转向后期冠层生产，C通量因招募和死亡率下降而稳定，老林碳储量缓慢恢复至171-238 Mg C ha-1，需加强长期观测。

　　

摘要

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• 在热带地区，再生次生林中的碳（C）吸收逐渐成为景观尺度上碳动态的主要因素。因此，了解净初级生产力（NPP）和碳分配的恢复轨迹，以及其背后的人口统计和功能驱动因素，至关重要。
• 通过研究非洲中部Yoko保护区的五个演替阶段，我们发现：与树木更新和死亡相关的碳通量随着演替进程而减少，同时森林类型也发生了从高树干密度、以生长型物种为主的森林向低树干密度、以保守型物种为主的森林的转变。
• 在演替的最初十年里，净初级生产力的分配方式从以木质植物生产力为主转变为以林冠层生产力为主。早期演替阶段较高的树木死亡率抵消了木质植物的高生产力，使得整个演替过程中的净木质碳汇保持相对稳定。尽管这个木质碳汇是正的，但其规模较小，表明森林向成熟状态恢复的过程缓慢但稳定，最终地上碳储量达到了每公顷171至238兆克的水平。
• 总体而言，我们的研究结果表明了刚果盆地次生林在减缓气候变化方面的潜力，同时也强调了保护成熟森林碳储量的重要性，并指出需要扩大长期观测数据以更准确地了解区域碳恢复动态。

总结

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• 人类活动后重新生长的次生林在热带地区的碳吸收和碳动态中发挥着越来越重要的作用。因此，研究这些森林的净初级生产力（NPP）恢复轨迹及碳分配机制，以及其背后的人口统计和功能因素，具有关键意义。
• 我们采用了一种基于空间-时间序列的方法，分析了五个演替阶段的碳动态。在非洲中部Yoko保护区的森林中，我们发现与树木更新和死亡相关的碳通量随着演替过程而减少。这一变化伴随着森林类型的转变：从高树干密度、以生长型物种为主的森林向低树干密度、以保守型物种为主的森林的转变。
• 在演替的最初十年里，净初级生产力的分配方式从以木质植物生产力为主转变为以林冠层生产力为主。早期演替阶段较高的树木死亡率抵消了木质植物的高生产力，使得整个演替过程中的净木质碳汇保持相对稳定。虽然这个木质碳汇为正值，但其规模较小，表明森林向成熟状态恢复的过程缓慢但稳定，最终地上碳储量达到了每公顷171至238兆克的水平。
• 总的来说，我们的研究结果突显了刚果盆地次生林在减缓气候变化方面的潜力，同时也强调了保护成熟森林碳储量的必要性，并指出需要扩大长期观测网络以更准确地了解区域碳恢复动态。

数据可用性

用于生成主要图表的数据和代码可在以下链接公开获取：10.6084/m9.figshare.30674726.v1。原始库存数据可通过2ndFor网络获取。