在暖温带-亚热带气候过渡带，板状松（Pinus tabulaeformis）人工林的干旱恢复能力优于其天然林

《Dendrochronologia》：Pinus tabulaeformis plantations have higher drought recovery than its natural forests in the warm temperate-subtropical climate transition zone

中国北方暖温带-亚热带过渡区油松人工林与天然林在干旱抵抗（RT）和恢复（RC）能力上存在显著差异：人工林RT较低但RC更高，天然林RT较高但RC有限。气候因子（如PDSI）和生物因子（前两年树高、年龄）共同影响两者RT和RC，其中PDSI对RC的正向效应在人工林显著，而在天然林中不显著。同龄树木结构特征导致人工林在干旱中更脆弱。研究为气候变化下的造林规划与天然林保护提供科学依据。

　　全球气候变化正日益加剧干旱事件的强度、持续时间和频率，这不仅对森林生态系统造成直接威胁，还可能引发森林退化，改变其生态功能。在过去的几十年里，全球范围内广泛开展了人工造林活动，以弥补天然林资源的不足。然而，随着气候变化带来的极端干旱现象愈加频繁，如何理解人工林与天然林在干旱胁迫下的敏感性和恢复能力，成为森林生态系统管理中亟需解决的问题。本研究聚焦于中国暖温带-亚热带气候过渡区的中国松（*Pinus tabulaeformis*）森林，旨在探讨人工林与天然林在干旱响应机制上的差异，并评估其在未来干旱条件下的适应潜力。

中国松是一种广泛分布于中国北方的重要造林树种，尤其在太行山和伏牛山一带，其在气候过渡区的生长表现尤为显著。这一区域由于其特殊的地理位置和气候条件，成为研究干旱对森林生态系统影响的理想场所。天然林通常具有复杂的结构和多样的物种组成，而人工林则往往以单一树种为主，形成相对均匀的森林群落。这种结构差异可能导致两种森林在面对干旱时表现出不同的生态响应机制。

在本研究中，研究人员采用了树木年轮分析方法和结构方程模型（SEM），对人工林和天然林的中国松在干旱响应和恢复机制上的差异进行了系统分析。通过这种方法，可以更准确地量化干旱对树木生长的影响，并揭示不同因素在其中的作用。研究结果表明，人工林和天然林的中国松在干旱响应和恢复方面都表现出较低的抗性（RT）和较高的恢复能力（RC），但人工林的抗性更低，恢复能力更强。这一现象可能与人工林的结构特征有关，例如年龄分布较为集中，个体之间的结构相似性较高，这些因素在一定程度上增加了其在干旱条件下的脆弱性。

干旱的强度、频率和持续时间是影响森林抗性和恢复能力的关键因素。研究表明，干旱强度与抗性之间存在负相关关系，即干旱越严重，树木的抗性越低。同时，干旱的持续时间也会影响抗性与恢复能力之间的关系，随着干旱时间的延长，气候因素对树木抗性和恢复能力的影响可能减弱。因此，了解干旱事件的持续时间和强度，对于评估森林的抗旱能力至关重要。

除了气候因素，生物因素同样在干旱响应中扮演着重要角色。研究发现，前两年树木的生长情况（PreTRW）和树木的年龄（AGE）对人工林和天然林的抗性和恢复能力均具有显著的负面影响。这意味着，树木在干旱发生前的生长状况和年龄大小，都会影响其在干旱条件下的表现。例如，树木在干旱前如果生长较差，可能在干旱期间表现出更低的抗性；而年龄较大的树木则可能在干旱后恢复能力较弱。

在人工林中，由于个体之间的结构相似性较高，树木之间的资源竞争更加激烈，这可能加剧干旱对整个森林群落的影响。相反，天然林的复杂结构和多样化的物种组成，有助于缓解干旱带来的压力。天然林中不同年龄层的树木可以形成多层次的生态结构，从而在干旱期间提供更多的资源储备和生态缓冲。这种结构差异可能是天然林在干旱条件下表现出更高抗性和较低恢复能力的原因之一。

此外，研究还指出，干旱对森林的影响不仅限于单一的气候因素，还涉及多种生物和非生物因素的综合作用。例如，树木的直径、高度和冠幅等结构特征，以及前一年的生长情况，都会影响其对干旱的敏感性。直径较大的树木通常具有更强的抗旱能力，这可能与其更强大的水分储存能力和更有效的气孔调节机制有关。因此，在人工林管理中，选择具有较大直径的树木进行种植，可能有助于提高其抗旱能力。

本研究的发现对于未来的人工造林规划和天然林保护具有重要意义。首先，人工林和天然林在干旱响应机制上的差异表明，单一树种的人工林在某些情况下可能表现出比天然林更强的恢复能力，但同时也更容易受到干旱的影响。因此，在进行人工造林时，需要充分考虑当地气候条件和生态背景，选择适合的树种和种植方式，以提高森林的抗旱能力。其次，天然林由于其复杂的结构和多样的物种组成，通常表现出更高的抗旱能力，这可能与其更强的生态稳定性和资源分配机制有关。因此，在天然林保护和恢复过程中，应注重维持其结构的多样性和生态功能的完整性。

此外，研究还强调了生物因素和非生物因素在干旱响应中的协同作用。例如，前两年的树木生长情况不仅影响当前的抗旱能力，还可能对未来的恢复能力产生深远影响。这表明，在进行森林管理时，不仅要关注当前的气候条件，还应考虑树木的生长历史和未来的发展趋势。同时，树木的年龄也是一个重要的影响因素，年轻树木可能在干旱期间表现出更强的恢复能力，而老年树木则可能更依赖于其储存的资源来维持生长。

本研究的成果为森林生态系统管理提供了新的视角和思路。在面对未来更加频繁和严重的干旱事件时，人工林和天然林都需要采取相应的适应策略。例如，人工林可以通过调整种植密度、优化树种搭配和加强灌溉管理，来提高其抗旱能力；而天然林则应注重保护其原有的结构和功能，避免过度干扰其自然演替过程。此外，研究还指出，不同地区的气候条件和生态背景可能导致人工林和天然林的干旱响应机制存在差异，因此需要因地制宜地制定管理措施。

总体而言，本研究揭示了人工林和天然林在干旱响应机制上的显著差异，并强调了生物和非生物因素在其中的协同作用。这些发现不仅有助于理解中国松在不同森林类型中的适应能力，也为全球范围内其他树种的干旱响应研究提供了参考。随着气候变化的持续加剧，如何提高森林的抗旱能力，确保其生态功能的稳定，将成为未来森林管理的重要课题。