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杜海波等:《Agricultural and Forest Meteorology》高山林线岳桦的定植和生长对气候变暖的敏感性

发布时间:2022-12-16 11:22 点击数:

气候型高山林线的树木对温度波动高度敏感。随着气候变暖,近几十年高山林线在全球范围内向上移动。然而,很少有研究将幼树的定植和生长与气候变暖直接联系起来,以研究气候引起的高山林线变化的潜在过程。具体来说,高山林线快速上升背后的全球变暖效应还不清楚,气候变化如何影响林线树种幼树定植及其生长敏感性需要进一步明确。

因此,我院“长白山地理过程与生态安全教育部重点实验室”研究团队在长白山林线位置以上的苔原带建立了一个450米× 50米的永久大样地,利用树木年代学重建了大样地内598株岳桦幼树定植的时间序列。此外,我们使用开顶式增温箱将生长季白天温度提高2.8℃,从而模拟当前林线以上区域幼树生长对未来变暖条件的响应。研究发现,自1985年以来,在夏季气温较暖的时期,树木的定植明显增加,表明高山林线以上树木的定植对温度高度敏感(图1)。幼树逐日径向增量与温度呈显著正相关(p≤0.05),与土壤含水量呈显著负相关(p≤0.05),表明没有水分限制。相应地,增温箱内径向生长的增加主要是温度升高的结果,特别是7月温度的升高。升温条件下树木径向生长与温度的回归关系与环境对照无显著差异,表明升温并没有改变径向生长对温度的敏感性(图2)。这些结果表明,未来的气候变暖将导致高山林线以上树木的定植和生长的增加(图3)。我们的研究结果揭示了温度与幼树的定植和生长之间的直接联系,气候变暖可能会导致森林向高山林线以上的方向进一步移动。我们的研究解释了高山林线向上迁移的原因,加深了我们对气候变暖如何调节高山林线以上树木生长的理解,这对预测气候变化下的树线动态至关重要。

以上研究以Sensitivity of recruitment and growth of alpine treeline birch to elevated temperature为题,发表在Agricultural and Forest Meteorology。杜海波副教授为文章第一作者,贺**教授和吴正方教授为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金联合基金、吉林省自然科学基金和中央高校基础研究基金的支持。

图1. 1960-2015年树木定植(黑色)、夏季平均气温(灰色)和夏季降水(蓝色)时间序列

图2. 2016-2017年夏季(6-8月)和7月增温(红色)和环境对照(蓝色)的树木径向生长量与环境因子的回归关系

图3. 增温(红色)和环境对照(蓝色)的(a)夏季岳桦逐日累积径向生长量和(b)径向生长速率

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