首页 > 分享 > Nature正刊！慕尼黑工业大学研究团队在全球全球森林凋落物分解领域重要成果！

Nature正刊！慕尼黑工业大学研究团队在全球全球森林凋落物分解领域重要成果！

花匠小妙招
2025-01-18 09:50

本文首发于“生态学者”微信公众号！

原名：The contribution of insects to global forest deadwood decomposition

译名：昆虫对全球森林枯枝分解的贡献

期刊：Nature

通讯作者：Sebastian Seibold

通讯作者单位：慕尼黑工业大学

原文链接: https://doi.org/10.1038/s41586-021-03740-8

世界森林是一个重要的碳汇，但全球气候变化正在通过改变树木的生长、死亡率和分解来影响碳的吸收和释放。因此，全面了解森林碳循环及其气候敏感性对改进全球气候变化预测至关重要。枯枝中储存的碳量大约相当于全球森林碳储量的8%。枯枝的分解在很大程度上受气候的影响，微生物和昆虫等分解者群体对分解速率的变化起着重要作用。在全球范围内，昆虫对朽木分解和碳释放的贡献仍然知之甚少。

研究人员设计了一个解横跨6大洲的三个主要生物群落的森林区域建立了55个站点的木材实地分解试验。为了量化昆虫对木材分解的净影响，我们比较了所有分解者都能接触到的木材(对照处理)和不包括昆虫和其他无脊椎动物的木材(笼舍处理)。

图1 试验场址和处理的装置

1. 枯枝的分解速率随着温度的增加而增加，并且在高降水水平下发现最强的温度效应。这表明随着温度的上升，只要水分仍然存在，气候变化可能会增加热带或亚热带地区的木材分解。

图2 生物群落的分解速率和昆虫效应

2. 降水对分解速率的影响在低温下是负的，在高温下是正的。降水在分解过程中也起到一定的作用。降水可以促进分解木质材料，增加昆虫的生产力。然而，也不全是这样。例如，在更北的温带和寒带森林中，降水减缓了分解速度。

图3 空间气候对分解速率和净昆虫效应的影响

3. 昆虫的直接消耗和通过与微生物相互作用而产生的间接效应共同加速了热带森林的分解(每年平均质量损失3.9%)。而在温带和寒带森林，昆虫有微弱的积极和消极影响，平均每年质量损失分别为0.9%和-0.1%。

图4 全球枯枝每年碳释放量及敏感性分析

4. 作者将实验推导出的分解函数应用到由经验和遥感数据合成的枯木碳全球地图上，估计在全球范围内，腐烂的树木或木质物质释放的碳约为10.9千兆吨，其中93%来自热带森林。在全球范围内，昆虫的净效应可能占枯木碳通量的29%，这表明昆虫在枯木分解和碳循环中具有重要的功能。

图5 全球枯木碳通量

5. 枯死的树木不仅从它自己的土壤中释放出温室气体，而且也从地面吸走碳或甲烷，并将其排放到大气中。

综上所述,本实验强调了枯木和分解木材的昆虫在全球碳循环中扮演着重要的角色。与普遍认为的昆虫通常会加速木材分解的范式相反，研究结果表明，昆虫的功能角色更为多变，并取决于当时的气候条件。持续的气候变暖可能会通过增强微生物和昆虫的活动而加速分解，这种影响在湿度不受限制的地区将特别强烈。为了稳健地预测森林碳汇的未来，动态全球植被模型需要考虑枯木产生和枯木分解的复杂性。