Plantation expansion reshapes water and carbon patterns in Northeast China's forests: A high carbon sink at the cost of inefficient water use

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides quantitative evidence of carbon-water trade-offs in plantations vs natural forests, useful for ecosystem modeling and carbon cycle research.

🏢実務担当者:Offers insights for forest managers and carbon offset project developers on the ecological efficiency of plantations.

🏛政策担当者:Informs afforestation policy by highlighting the water cost of carbon sequestration, relevant for national climate and water resource planning.

気候温暖化は炭素と水の両方の循環を変化させることで森林生態系を再形成しているが、急速な植林拡大が天然林の生態学的効率に匹敵し得るかどうかは、依然として十分に理解されていない。この知識のギャップは、気候ストレスの激化の中で進行する世界的な植林努力を考慮すると、極めて重要である。ここで我々は、植林と天然林が根本的に異なる生物地球化学的レジームの下で機能するという仮説を提示することで、単純な「高炭素獲得–高水需要」パラダイムに挑戦する。中国北東部（2005–2020年）において、我々は多源リモートセンシングと気象データを統合し、総一次生産量（GPP）、蒸発散量（ET）、および水利用効率（WUE）を定量化した。両方の森林タイプでGPP、ET、WUEが増加したが、植林は一貫してより高いGPPとETを示す一方で、より低いWUEを示した。長期的に安定した林分では、平均WUEは天然林で1.84 g C m −2 mm −1 であり、植林の1.80 g C m −2 mm −1 より高かった。平均GPPは植林で1067.72 g C m −2 であり、天然林の965.42 g C m −2 を上回り、その年間増加量は植林で顕著に大きかった（6.04対5.63 g C m −2 yr −1 ）。ETは植林で有意に増加したが（1.89 mm yr −1 ）、天然林では増加しなかった。構造方程式モデルとランダムフォレストモデルは、対照的な関連パターンを明らかにした：林分構造と組成の要因は、天然林と植林の両方においてWUEに最も大きく寄与し、それぞれ正規化された重要度の合計の60.9%と52.7%を占め、一方、土壌要因も植林において重要な役割を果たし、30.1%に寄与した。これらの結果は、温帯湿潤林における植林拡大が炭素吸収を強化し得るが、しばしばより大きな水消費とより低いWUEと関連することを示している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Climate warming is reshaping forest ecosystems by altering both carbon and water cycles, yet it remains poorly understood whether rapid plantation expansion can match the ecological efficiency of natural forests. This knowledge gap is critical, given global afforestation efforts amidst escalating climate stress. Here, we challenge the simplistic ‘high carbon gain–high water demand’ paradigm by positing that plantations and natural forests operate under fundamentally distinct biogeochemical regimes. Across Northeast China (2005–2020), we integrated multi-source remote sensing and meteorological data to quantify gross primary productivity (GPP), evapotranspiration (ET), and water-use efficiency (WUE). Both forest types increased in GPP, ET, and WUE, yet plantations consistently showed higher GPP and ET but lower WUE. In long-term stable stands, mean WUE was 1.84 g C m −2 mm −1 in natural forests, higher than 1.80 g C m −2 mm −1 in plantations. Mean GPP was 1067.72 g C m −2 in plantations, exceeding 965.42 g C m −2 in natural forests, and its annual increase was markedly greater in plantations (6.04 vs. 5.63 g C m −2 yr −1 ). ET increased significantly in plantations (1.89 mm yr −1 ) but not in natural forests. Structural equation and random forest models revealed contrasting association patterns: stand structural and compositional factors made the largest contribution to WUE in both natural and planted forests, accounting for 60.9% and 52.7% of the total normalized importance, respectively, while soil factors also played an important role in planted forests, contributing 30.1%. These results indicate that plantation expansion in temperate humid forests can enhance carbon uptake, but often was associated with greater water consumption and lower WUE.

• openalex https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2026.115026first seen 2026-06-18 05:41:26