物种混合促进林地种植园的植物生物量积累和养分循环

为何树种混合很重要

在各国竞相重新植林以储存碳、保护土壤并提供木材的背景下，大多数新建的种植园仍以单一树种、像农作物一样成排种植。该研究提出了一个简单但至关重要的问题，关系到气候与土地修复：由多种树种组成的森林在生长木材、改善土壤和循环养分方面，是否确实优于单一树种的种植园？通过汇集来自全球数千个对照比较，作者提供了迄今最清晰的答案之一——且结果大力支持多样性。

更多树种，更多活体物质

研究者汇总了来自328项田间研究的8,450组配对测量，这些测量直接比较了在相同条件下邻近的混合林与单一林。跨越不同地区、气候与管理方式，含有多种树种的林分比单种林分长出更多的植物物质——科学上称为生物量。总体而言，混合林的总植物生物量平均高出约六分之一，树木的木材和叶片增益尤为明显。树冠更长更宽，树干更粗，整体树高略有增加，形成更高更茂密的林冠。林中层的灌木也有所扩展，而林下的草本植物变化不大，这表明额外的生长是垂直堆叠的，而不是简单地由某一层替代另一层。

地下的隐性收益

物种混合的益处延伸到了土壤。混合种植中，树木在粗根和根桩上的投入更多，以支撑更大的树冠并在地下增加碳储量。在群体尺度上，混合林下的土壤含有更多的有机碳、更多的氮以及更多可利用的磷和钾。代表分解与养分循环驱动者的微生物生物量也有所增加。落叶和凋落物含有更丰富的氮与钾，为一个循环提供养分：更高质量的残体促进更活跃的微生物，微生物又释放出植物可利用的养分。同时，土壤中碳、氮、磷等元素之间的基本平衡保持稳定，表明肥力提升并未打破系统的化学平衡。

在何处与何时混合最有效

并非所有混合林的表现都相同。分析显示，物种混合带来的增益在温暖潮湿的气候中最为显著——在那里，较长的生长季和充足的水分使树木能充分发挥互补性。随着树种数量增加，生物量和养分的改善总体上也随之上升。其他因素则呈现更弧形的模式。在低到中等海拔时，混合的益处为正，但在高山地区可能减弱甚至转为负效应，因为寒冷限制生长。同样，对生物量的正向影响在中龄林分达到峰值，在非常老或过密的林分中则下降——在这些情况下，对光和土壤资源的竞争变得激烈。这意味着多样性在气候、林分年龄和种植密度处于能够让物种共享而非激烈争夺资源的范围时最有帮助。

为更聪明的森林修复提供指导

通过综合跨大陆的证据，本研究表明，在种植园中混合树种通常能比单一林带来更多木材增长、建构更健康的土壤并更高效地循环养分。对实践者而言，重要的是该研究还澄清了“更多物种”本身并非灵丹妙药：最大的回报来自于在支持物种协同的气候和林分结构下，结合功能互补的不同树种。对于设计新种植园或修复退化土地的规划者来说，日常化的结论很明确：经过深思熟虑混合的“团队”能将种植园转变为更自我维持、更高产且更具弹性的森林，从而更好地长期封存碳并维持肥沃的土壤。

引用: Zhang, H., Feng, H., Qu, X. et al. Species mixing promotes plant biomass accumulation and nutrient cycling in forest plantations. Commun Biol 9, 348 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09646-3

关键词: 混合树种种植园, 森林修复, 养分循环, 森林生物多样性, 碳储存