保护森林的多样性可确保其生产力，并可能增加土壤中碳和氮的积累，这有助于维持土壤肥力并缓解全球气候变化。

这是一项新研究的主要收获，该研究分析了加拿大国家森林清单中数百个地块的数据，以调查树木多样性与天然林土壤碳和氮变化之间的关系。

许多生物多样性控制实验共同表明，更高的树木多样性可以导致森林土壤中更多的碳和氮积累。但据作者称，这项于4月26日在线发表在《自然》杂志上的新研究首次在天然林中显示出类似的结果。

研究人员使用一种称为结构方程模型的统计方法来评估树木多样性与土壤碳和氮积累之间的关系。他们发现，在十年时间尺度上，树木多样性的增加使土壤碳储量增加了30%至32%，氮储量增加了42%至50%。

“我们的研究首次显示了树木多样性在天然森林中储存土壤碳和氮方面的持续好处，”该研究的主要作者、密歇根大学全球变化生物学研究所博士后交流研究员、博士后陈新立说。阿尔伯塔大学研究员。

“我们的结果强调，促进树木多样性不仅可以提高生产力，还可以缓解全球气候变化并减少土壤退化。而且多样性红利的规模很大。它加强了森林生物多样性保护的重要性，并将指导越来越多的人利用森林进行碳和氮封存。”

研究人员通过比较两次国家森林清单样本地普查的数据，计算了土壤碳和氮储存量随时间的变化，一次是2000-2006年，另一次是2008-2017年。

他们将树木多样性量化为物种丰富度、物种均匀度，以及基于树木功能特征的功能多样性。

物种丰富度是样地中树种的数量，而物种均匀度是衡量树种相对丰度的指标。功能多样性是群落内树种的功能性状的多样性，例如叶片含氮量和成年树高。

研究小组发现，将物种均匀度从最小值增加到最大值可使有机土壤层中的碳储量增加30%，氮储量增加42%。将树木的功能多样性提高到最大值，可使土壤矿物层中的碳储量增加32%，氮储量增加50%。

“我们发现，更大的树木多样性与更高的土壤碳和氮积累有关，验证了生物多样性操纵实验的推论，”该研究的合著者、森林生态学家兼全球变化生物学研究所所长PeterReich说，该研究所是该研究所的一部分密歇根大学环境与可持续发展学院。

“更大的物种多样性转化为不同类型树木的混合物，这些树木具有不同的获取和储存生物量的方式-无论是在活的树干，根，树枝和树叶中，还是在土壤上和土壤中新死和腐烂的植物碎屑中。”

加拿大国家森林清单数据库基于覆盖该国大部分陆地的地块网络。这项新研究分析了来自361个地块的有机土层样品和来自245个地块的矿质土层样品。

这些地块是各种冷杉、枫树、桦树、云杉、松树、杨树、雪松和铁杉等树种的家园。

森林土壤在封存光合作用过程中从导致全球变暖的二氧化碳气体中提取的碳方面发挥着重要作用。这些土壤储存的碳量至少是活植物储存量的三倍。

氮是驱动森林生态系统中碳同化和植物生长的必需营养素。全球植物多样性正在迅速下降，导致生态系统功能退化，包括土壤功能。

Nature研究的其他作者是新不伦瑞克大学的AnthonyTaylor、东京大学的MasumiHisano、湖首大学的HanChen，以及阿尔伯塔大学和浙江农林大学的ScottChang。

该研究得到了加拿大自然科学和工程研究委员会的发现资助计划、加拿​​大创新基金会、安大略省研究基金、班廷博士后奖学金以及美国国家科学基金会生物整合研究所的资助。