近日，我院刘曙光教授团队围绕亚热带人工林生物多样性与碳储量耦合关系的调控机制研究，在森林碳汇管理领域实现重要突破。该成果依托湖南省772个永久森林样地的长期观测数据，系统解析了杉木与马尾松人工林地上碳储量的驱动机制，解决了传统研究中 “同质化管理策略不适用于不同优势树种人工林” 的核心痛点，为亚热带人工林碳汇提升与生物多样性保护协同发展提供了全新理论依据与实践方案。

创新点一：理论认知的重要突破

团队首次揭示了同一植物功能型内部，不同优势树种对生物多样性 — 生态系统功能（BEF）关系的重塑效应。研究发现，杉木与马尾松虽同属针叶树种，但通过差异化的光竞争策略、凋落物分解特性，会显著改变生物多样性对碳储量的调控方向与强度，打破了 “同功能型树种 BEF 关系趋同” 的传统认知，为复杂人工林生态过程研究提供了新的理论视角。

创新点二：研究方法的精准构建

研究创新性采用林龄序列分位数分析法，将杉木与马尾松人工林分别划分为高、低碳储量林分，精准识别了两类林分中驱动碳储的关键因子。研究通过不同林龄组对比及 10%、50%、90% 分位数分析，清晰呈现了地上碳储量随林龄的演变规律（图 1），为林分碳储量类型划分提供了直观数据支撑。在此基础上，结构方程模型（PSEM）进一步揭示了生物多样性、林分结构及环境因子对高固碳人工林地上生物量碳的直接与间接作用路径（图 2），直观呈现了不同树种主导林分中碳汇调控机制的差异。结果显示，高碳汇杉木林的碳储由物种多样性主导，而高碳汇马尾松林则依赖系统发育多样性与胸径结构异质性，为不同类型人工林的碳汇管理提供了可量化的科学依据。

创新点三：应用实践的全新路径

基于研究发现，团队提出了 “因树施策” 的差异化人工林经营策略，针对喜光先锋树种林分与土壤养分受限林分分别给出了不同的生物多样性管理方案，有效解决了传统 “一刀切” 管理模式的局限性。马尾松作为速生先锋种的生长优势及对碳储量的贡献，可通过杉木与马尾松人工林内不同林龄、森林类型下各树种地上生物量碳占比、林分密度等结构分配特征得到体现（图 3），为差异化经营策略的制定提供了直观依据。该策略已为我国亚热带人工林碳汇经营提供了科学支撑，也为全球同类型人工林的可持续管理提供了可借鉴的范式。

此次研究得到海南省 “四方之才” 优秀人才团队项目（HNYT20250005）、国家自然科学基金项目（U20A2089、41971152）、湖南省自然资源厅科研基金（20230138ST）、湖南省重点研发计划（2023NK2037）和湖南省研究生科研创新项目（CX20240705）的联合资助。相关论文以 《Biodiversity–carbon relationships diverge in forests dominated by different species within the same plant functional type》为题发表于国际生态学期刊《Journal of Ecology》。论文第一作者为 2023 级博士研究生王琛，通讯作者为刘曙光教授、朱宇副教授，海南大学为第一单位。

图1 地上碳储量与林龄的关联特征。（a）不同林龄组碳储量差异对比；（b）10%、50%、90% 分位数水平下森林碳储量演变规律。

图2 结构方程模型（PSEM）揭示生物多样性、林分结构及环境因子对高固碳人工林地上生物量碳（AGC）的直接与间接作用路径

图3 杉木与马尾松人工林内，不同林龄、森林类型下各树种地上生物量碳占比、林分密度、平均胸径及最大胸径的结构分配特征。

撰稿：周德成、刘曙光

审核：孙仲益、林豪燕