Divergent biodiversity–carbon relationships across vertically distributed forest biomes on the Tibetan Plateau

वनों को अक्सर ग्रह के फेफड़ों के रूप में देखा जाता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड को सोखते हैं और इसे लकड़ी और पत्तियों में संचित करते हैं। दशकों से, पारिस्थितिकीविद् एक सरल लेकिन गहन प्रश्न पर बहस कर रहे हैं: क्या विभिन्न प्रकार के पेड़ों की संख्या अधिक होने से यह काम बेहतर होता है? प्रचलित विचार, जिसे 'जैव विविधता-पारिस्थितिकी तंत्र कार्यक्षमता संबंध' (biodiversity-ecosystem functioning relationship) के रूप में जाना जाता है, यह सुझाव देता है कि विभिन्न प्रजातियों का विविध मिश्रण एक सुव्यवस्थित मशीन की तरह काम करता है, जहाँ प्रत्येक पेड़ एक अद्वितीय भूमिका निभाता है और संसाधनों जैसे कि धूप और पानी का इस तरह उपयोग करता है जिससे पूरे समूह की वृद्धि बढ़ती है। हालाँकि, प्रकृति शायद ही कभी स्थिर होती है। वनों में उम्र के साथ बदलाव आता है, वे ऊंचे, घने और अधिक जटिल होते जाते हैं। एक प्रमुख रहस्य बना हुआ है: क्या कई पेड़ प्रजातियों के होने का लाभ तब भी समान रहता है जब वन परिपक्व हो जाता है, या क्या यह बदल जाता है, कमजोर हो जाता है, या यहाँ तक कि गायब भी हो जाता है जब पेड़ बूढ़े हो जाते हैं? इस बात को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि वन जलवायु परिवर्तन को धीमा करने के लिए हमारा सबसे शक्तिशाली प्राकृतिक उपकरण हैं, और हमें यह जानने की आवश्यकता है कि विभिन्न प्रजातियों का मिश्रण लगाना एक ऐसी रणनीति है जो हमेशा फल देती है या केवल कुछ समय के लिए।

शोधकर्ताओं की एक टीम ने तिब्बती पठार के वास्तविक, जीवित वनों का अध्ययन करके इस पहेली को सुलझाने का प्रयास किया। एक एकल छोटे भूखंड या एक युवा वन का अध्ययन करने के बजाय, उन्होंने ऊंचाई के एक विशाल दायरे में फैले 1,248 वन भूखंडों (plots) के डेटा का विश्लेषण किया, जो गर्म निचले इलाकों से लेकर ठंडे उच्च क्षेत्रों तक विस्तृत थे। इन भूखंडों में लगभग 1,20,000 पेड़ थे और 1979 से 2017 के बीच आठ अलग-अलग गणनाओं (censuses) के दौरान इनकी निगरानी की गई थी। इस दीर्घकालिक दृष्टिकोण ने उन्हें यह देखने की अनुमति दी कि कैसे पेड़ के छोटे पौधों से लेकर विशालकाय पेड़ों के रूप में विकसित होने तक, वृक्ष विविधता और कार्बन भंडारण के बीच का संबंध कैसे बदलता है। उन्होंने ऊंचाई के आधार पर पाए जाने वाले चार विशिष्ट प्रकार के वनों पर ध्यान केंद्रित किया: सदाबहार और पर्णपाती चौड़ी पत्ती वाले पेड़ों के मिश्रित वन, शुद्ध पर्णपाती चौड़ी पत्ती वाले वन, सुई-नुकीली पत्ती (needle-leaved) और चौड़ी पत्ती वाले मिश्रित वन, और शुद्ध सुई-नुकीली पत्ती वाले वन।

शोधकर्ताओं ने पाया कि यदि आप सभी वनों को एक साथ देखते हैं, तो उत्तर सीधा लगता है: अधिक पेड़ प्रजातियों का अर्थ है आम तौर पर अधिक संचित कार्बन। यह इस क्लासिक विचार की पुष्टि करता है कि विविधता मदद करती है। हालाँकि, जब उन्होंने यह देखने के लिए ज़ूम किया कि यह समय के साथ और विभिन्न प्रकार के वनों में कैसे लागू होता है, तो कहानी बहुत अधिक जटिल हो गई। विविधता का सकारात्मक प्रभाव एक स्थिर, अपरिवर्तित बल नहीं था। इसके बजाय, यह वन के प्रकार और उसकी आयु के आधार पर बहुत अलग पथों का अनुसरण करता था। कुछ वनों में, विविधता का लाभ पेड़ों के बूढ़ा होने के साथ कम होता गया। अन्य में, यह मजबूत होकर स्थिर हो गया। कुछ मामलों में, यह संबंध उलट भी गया, जहाँ अधिक प्रजातियों का होना वास्तव में सबसे पुराने वनों में कम कार्बन भंडारण के साथ सह-संबंधित होने लगा।

वन का प्रकार अत्यंत महत्वपूर्ण था। उन वनों में जो पर्णपाती चौड़ी पत्ती वाले पेड़ों (जो सर्दियों में अपनी पत्तियां गिरा देते हैं) के प्रभुत्व में हैं—विविधता से मिलने वाला लाभ तब मजबूत था जब वन युवा था, लेकिन यह तेजी से कम हो गया। जैसे-जैसे ये वन लगभग 100 वर्ष की आयु के करीब पहुंचे, कई प्रजातियों के होने का लाभ गायब हो गया और नकारात्मक भी हो गया। शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि ऐसा इसलिए होता है क्योंकि ये तेजी से बढ़ने वाले पेड़ जल्दी से स्थान भर देते हैं, जिससे वे एक-दूसरे को बाहर कर देते हैं और प्रकाश के लिए कड़ी प्रतिस्पर्धा करते हैं। एक बार जब छत्र (canopy) बंद हो जाता है, तो अधिक प्रजातियों को जोड़ने से जंगल को बड़ा होने में मदद नहीं मिलती; इसके बजाय, पेड़ केवल सीमित संसाधनों के लिए आपस में लड़ते हैं। इसके विपरीत, सुई-नुकीली पत्ती वाले वनों ने एक अलग पैटर्न दिखाया। उनकी विविधता के लाभ 100 वर्ष की आयु के आसपास शिखर पर पहुंचे और फिर धीरे-धीरे कम होने लगे, लेकिन वे कभी नकारात्मक नहीं हुए। ये वन, जो अक्सर धीमी गति से बढ़ने वाले शंकुधारी (conifers) पेड़ों के प्रभुत्व में होते हैं, लंबे समय तक विविधता और कार्बन भंडारण के बीच एक अधिक स्थिर संबंध बनाए रखते हैं।

सबसे स्थिर परिणाम उन मिश्रित वनों से मिले जिनमें सुई-नुकीली पत्ती और चौड़ी पत्ती वाले पेड़ों का संयोजन था। इन स्टैंड्स में, विविधता का सकारात्मक प्रभाव वन के पूरे जीवनकाल में, छोटे पौधों से लेकर पुराने दिग्गजों तक, निरंतर और मजबूत बना रहा। शोधकर्ता मानते हैं कि ऐसा इसलिए है क्योंकि विभिन्न प्रकार के पेड़ इस तरह से फिट होते हैं कि वे प्रतिस्पर्धा को कम करते हैं। सुई-नुकीली पत्ती वाले पेड़ों और चौड़ी पत्ती वाले पेड़ों के आकार और विकास की आदतें अलग होती हैं, जिससे वे अकेले की तुलना में स्थान और प्रकाश का अधिक कुशलता से उपयोग कर सकते हैं। इस संरचनात्मक सामंजस्य ने वन को विविधता के लाभों को प्राप्त करने में मदद की, भले ही वह बूढ़ा हो गया हो।

यह अध्ययन प्रकट करता है कि विविधता क्यों मदद करती है या नुकसान पहुँचाती है, इसका रहस्य यह है कि वन अपनी संरचना कैसे बनाता है। जैसे-जैसे पेड़ बढ़ते हैं, वे अपने आसपास के वातावरण को बदलते हैं। उन वनों में जहाँ पेड़ तेजी से बढ़ते हैं और बिना बहुत अधिक आकार और आकार की विविधता पैदा किए स्थान भर देते हैं, वहां विविधता का लाभ समाप्त हो जाता है। पेड़ों के बीच प्रतिस्पर्धा इतनी तीव्र हो जाती है कि विविधता के अद्वितीय लाभ खो जाते हैं। लेकिन उन वनों में जहाँ संरचना धीरे-धीरे विकसित होती है और एक जटिल, स्तरित वातावरण बनाती है, विविधता के लाभ बहुत लंबे समय तक चल सकते हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि जब एक वन एक जटिल संरचना विकसित करता है—जहाँ विभिन्न ऊंचाइयों और आकारों के पेड़ एक समृद्ध, त्रि-आयामी आवास बनाते हैं—तो विविधता के सकारात्मक प्रभाव लंबे समय तक बने रहते हैं। यह जटिलता विभिन्न प्रजातियों को एक ही स्थान के लिए लड़ने के बिना सह-अस्तित्व बनाए रखने की अनुमति देती है, जिससे वन सदियों तक उत्पादक और कार्बन-समृद्ध बना रहता है।

यह कार्य इस बारे में हमारी सोच को बदल देता है कि हमें वनों के बारे में कैसे सोचना चाहिए। यह सुझाव देता है कि "अधिक विविधता हमेशा बेहतर है" का नियम बहुत सरल है। एक विविध वन का मूल्य इस बात पर निर्भर करता है कि वहां किस प्रकार के पेड़ हैं और वह वन कैसे बढ़ रहा है। चौड़ी पत्ती वाले तेजी से बढ़ने वाले पेड़ों का एक वन युवा होने पर विविधता से बड़ा लाभ प्राप्त कर सकता है, लेकिन वह लाभ वन के परिपक्व होने पर गायब हो सकता है। हालाँकि, विभिन्न प्रकार के पेड़ों का एक मिश्रित वन उस लाभ को बहुत लंबे समय तक बनाए रख सकता है। निष्कर्षों का तात्पर्य यह है कि कार्बन भंडारण को अधिकतम करने के लिए, हम केवल कोई भी पेड़ों का मिश्रण नहीं लगा सकते; हमें यह भी विचार करना चाहिए कि वे बढ़ते समय एक-दूसरे के साथ कैसे परस्पर क्रिया करेंगे और उनकी भौतिक संरचना कैसे विकसित होगी। वन पेड़ों का एक स्थिर संग्रह नहीं है बल्कि एक गतिशील प्रणाली है जहाँ शाखाओं और पत्तियों की व्यवस्था यह निर्धारित करती है कि विविधता जलवायु परिवर्तन से लड़ने की वन की क्षमता में मदद करती है या बाधा डालती है।

शोधकर्ता सावधानी से नोट करते हैं कि उनके निष्कर्ष तिब्बती पठार के प्राकृतिक वनों से आए हैं, जिनमें विशिष्ट जलवायु और वृक्ष प्रजातियां हैं। जबकि उनके द्वारा पाए गए पैटर्न हमें वन वृद्धि को समझने का एक शक्तिशाली नया तरीका प्रदान करते हैं, वे यह भी स्वीकार करते हैं कि मिट्टी की स्थिति और मानवीय हस्तक्षेप जैसे अन्य कारक भी भूमिका निभाते हैं। उन्होंने यह नहीं मापा कि वन में कार्बन कितनी दर से जोड़ा जाता है, बल्कि किसी दिए गए समय में कुल कितना संचित होता है। इन सीमाओं के बावजूद, यह अध्ययन यह समझने के लिए एक स्पष्ट, साक्ष्य-आधारित ढांचा प्रदान करता है कि वन अलग-अलग व्यवहार क्यों करते हैं। यह केवल इस सरल प्रश्न से आगे बढ़कर कि क्या विविधता मदद करती है, इस अधिक जटिल प्रश्न का उत्तर देता है कि यह कब, कहाँ और क्यों मदद करती है। वन की संरचना के साथ जोड़कर, यह अध्ययन भविष्य में वन कार्बन कैसे संग्रहीत करेंगे, इसकी भविष्यवाणी करने के लिए एक रोडमैप प्रदान करता है, यह सुझाव देते हुए कि कार्बन-समृद्ध वन की कुंजी एक जटिल, स्तरित संरचना को बढ़ावा देना है जो विविध प्रजातियों को समय के साथ एक साथ फलने-फूलने की अनुमति दे सके।