生長季提前促進冷濕地區樹木生長，較干燥地區生長則受限
2022年3月1日，“生態系統與生態安全”任務“森林和灌叢生態系統與資源管理”專題中國科學院青藏高原研究所梁爾源研究員團隊，在國際著名學術期刊《自然—生態與演化》（Nature Ecology & Evolution）上發表了關于生長季提前對北半球非熱帶地區樹木生長影響的最新研究成果。中國科學院青藏高原研究所特別研究助理高姍為本研究第一作者，梁爾源為本研究通訊作者。
已有研究表明，氣候變暖背景下，非熱帶地區生長季開始時間有明顯提前趨勢，植被物候也隨之改變。大空間尺度上對葉片物候的觀測研究指出，氣候變暖導致植被返青提前，使光合作用開始與峰值時間提前，改變生態系統碳吸收過程，但碳吸收過程的變化是否會影響植被生長，目前仍不清楚。樹木莖干是植被重要的長期碳庫，木質部物候同樣受生長季提前影響，因此，從樹木莖干角度入手，探討氣候變暖導致的物候提前是否有利于樹木徑向生長，對理解物候變化對森林固碳潛力的影響十分重要。
研究團隊綜合應用北半球非熱帶地區樹輪輪寬序列和日尺度氣象因子，探索了1948-2014年間，樹木生長對物候變化響應的空間格局與潛在機制。結果表明，生長季提前促進樹木生長區域主要分布在北緯60°以北，歐洲大部分區域以及北美東西海岸區域；不利于樹木生長的區域主要在北美中西部與青藏高原部分地區。對比氣候特征發現，促進生長區域的氣候相較于抑制區域，生長季水熱比更高（圖1）。
圖1 生長季提前對樹木徑向生長影響的空間格局（GSP: 30年平均生長季降水，GST: 30年平均生長季積溫）
基于空間格局分析，研究團隊進一步探究了該影響的機理過程，發現不同區域生長季提前對樹木生長產生影響的主要途徑存在差異（圖2）。在亞洲北部與歐洲北部，生長季提前促進樹木生長的主要原因是，生長季提前，適宜生長的累積溫度增加，減少了樹木生長的溫度限制；在歐洲中部，美國東西海岸，生長季提前促進樹木生長的主要原因是，較早開始的生長季延長了樹木生長的時間。在科羅拉多高原與青藏高原部分地區，生長季提前不利于樹木生長，這可能與生長季延長增加了水分脅迫或霜凍風險有關。
圖2 不同區域生長季提前對樹木徑向生長影響的過程機理（TSOS: 生長季開始時間; GSL: 生長季長度; GDD: 生長季積溫; SM: 生長季土壤含水量; RWI: 樹輪寬度指數; TE: 總效應）
本研究回答了生長季提前對不同區域樹木生長會有什么影響，厘清了其影響的空間格局及相關機制，為進一步預測氣候變化背景下樹木的生長狀況和評估其碳匯潛力提供了理論依據。
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41559-022-01668-4