雲南兩種鬆樹徑向生長的氣候敏感性隨溫度和水分梯度的變化特征
森林生態係統是一個巨大的陸地碳彙,在維持全球大氣和水循環中發揮著重要作用。森林生態係統生產力對年際氣候變化的敏感性在全球尺度上存在差異。作為森林的主要組成部分,樹木生長對氣候變化的敏感性在不同地區和物種之間存在顯著差異。在高緯度和高海拔地區,溫度升高和生長季延長有利於促進樹木生長。然而,在低海拔和低緯度的樹木生長對降水量和水分可用性的年際變化更加敏感。研究不同區域和樹種徑向生長對氣候因子的敏感性及其空間差異,可為準確模擬森林生態係統碳收支提供關鍵參數。
版納植物園樹木年輪與環境演變研究組博士研究生楊繞瓊在導師範澤鑫研究員的指導下,在中國西南地區(21 °N ~ 28 °N, 98 °E ~107 °E)22個雲南鬆(Pinus yunnanensis)樣點和20個思茅鬆(Pinus kesiya)樣點進行了樹木年輪取樣,共采集了903棵樹木的年輪樣芯(共計1684個樣芯),首次建立了在我國西南和東南亞廣泛分布的雲南鬆和思茅鬆的樹輪寬度年表網絡。通過分析樹木徑向生長與氣候因子的相關性以及相關性的空間分布規律,旨在探討兩種鬆樹徑向生長的氣候敏感性及其在水熱梯度上的空間異質性。研究結果表明:1)雲南鬆和思茅鬆的徑向生長主要受生長季早期的水分有效性的限製,尤其是在雲南中部的幹燥地區。同時,兩種鬆樹的徑向生長與生長後期的降水量和標準降水蒸散指數(SPEI)呈負相關;2)兩種鬆樹的生長-氣候敏感性沿我國西南地區的水熱梯度而變化,其中思茅鬆的徑向生長對生長季早期的水分敏感性沿幹-濕水分梯度呈下降趨勢;3)在滇西北高海拔和較濕潤的環境條件下,雲南鬆的徑向生長主要受低溫限製,而在滇中較為幹旱的區域,雲南鬆的徑向生長與溫度呈現負相關,即高溫導致雲南鬆受水分限製增強,減緩其徑向生長。在雲南中部較幹旱的區域,未來持續的氣候變暖可能會導致雲南鬆的生長速率下降,呈現生長衰退的特征。本研究係統地闡述了雲南重要的經濟林樹種雲南鬆和思茅鬆的生長-氣候敏感性及其空間特征,研究結果可為該類天然林的保護和人工林的可持續經營與管理提供理論支撐。
相關結果以“Growth-climate sensitivity of two pine species shows species-specific changes along temperature and moisture gradients in southwest China”為題,發表在期刊Agricultural and Forest Meteorology上。
該研究得到了國家自然科學基金麵上項目、國際(地區)合作研究與交流項目和中科院“西部之光”等項目的資助。
圖:中國西南地區雲南鬆和思茅鬆樹木生長與生長季早期和生長季後期季節氣候變量相關係數的空間分布。陰影等高線分別表示生長季早期(a, b, c)和生長季後期(d, e, f)季節平均溫度(a, d)、降水(b, e)和SPEI1 (c, f)的空間分布。