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为探究树木径向生长对干旱的响应及竞争和空间格局的影响，研究人员以马尾松（Pinus massoniana）为对象，构建树轮宽度年表和竞争数据集。结果发现 2011 年旱季干旱致树木径向生长损失 15%，竞争削弱耐旱性（Rt）和恢复力（Rs），且 Rt、Rs 与海拔、经度有关。该研究为应对气候变化提供参考。
在全球气候变暖的大背景下，森林生态系统正面临着前所未有的挑战。气温不断攀升，不仅让植物蒸腾作用加剧，对水分的需求日益增加，还使得干旱的强度、频率和持续时间都显著提升。这一系列变化导致全球多地森林出现衰退甚至树木死亡的现象，森林的结构和功能也随之发生改变。
对于那些树木生长受水分（降水）主导的地区，树木径向生长对干旱的敏感度极高，窄年轮或缺失年轮的情况愈发频繁。中国湿润亚热带森林，本应水热条件优越，树木生长不受太多限制，然而气候变暖却悄悄改变了这一切，土壤变得越来越干燥。这种变化可能会让森林里大树逐渐消失，小树取而代之。有研究表明，热带和亚热带森林树木的径向生长增量主要取决于旱季的水分供应，所以旱季干旱很可能会威胁到中国亚热带森林的幼树生长以及森林的净生产力。
与此同时，树木在生长过程中，彼此之间存在着复杂的关系。生态学家推测，在良好的栖息地中，树木之间会为了阳光、养分和水分展开激烈的竞争（邻体竞争，neighborhood competition）。这种竞争可能会让树木径向生长对气候变化更加敏感，比如在密度较大的林分中，树木的径向生长虽然更快，但却更容易受到干旱的影响。不过，目前湿润亚热带森林中树木竞争对其生长的影响还不明确。而且，由于栖息地的空间异质性，树木径向生长对干旱的抵抗能力（耐旱性，Rt）和恢复能力（恢复力，Rs）还可能随着海拔和纬度的变化而改变。综合这些问题，研究人员迫切需要深入了解树木径向生长对干旱的响应机制，以及竞争和空间格局在其中扮演的角色。
为了解开这些谜团，来自国内的研究人员开展了一项针对中国亚热带地区 2011 年广泛发生的旱季干旱事件的研究。他们将研究重点放在马尾松（Pinus massoniana）的优势个体上，通过构建包含 23 个地点的树轮宽度年表和树级竞争数据集，涵盖了 10 个纬度和经度梯度以及 70 米 - 1280 米的大海拔梯度（139 棵目标树），以此来揭示和量化马尾松径向生长对旱季干旱的响应，探究树级水平上竞争对 Rt 和 Rs 的影响，以及 Rt 和 Rs 的空间分布模式。
研究人员在这项研究中主要运用了树轮年代学（dendrochronology）方法。他们从多个研究地点采集马尾松样本，测量树轮宽度，构建树轮宽度年表，以此来分析树木在不同年份的生长情况。同时，通过实地调查和数据统计，确定每棵目标树周围的竞争情况，建立树级竞争数据集，进而研究竞争对树木生长响应干旱的影响。
径向生长对旱季干旱的响应
研究人员分析发现，2011 年 5 月，3 - 9 个月时间尺度的标准化降水蒸散指数（SPEI）均值在 -1.73 至 -1.52 之间，这表明 2011 年出现了自 1988 年以来最严重的旱季干旱。而在这一年，树轮宽度指数最低值为 0.849，这意味着马尾松的生长相较于正常年份下降了 15%。由此可见，严重的旱季干旱对马尾松的径向生长产生了显著的抑制作用。
耐旱性、恢复力与邻体竞争和海拔的关系
研究结果显示，在 2011 年这个旱季干旱年份，以两年为间隔计算得出的拟合 Rt 和 Rs 与竞争呈现出显著的负相关关系。也就是说，周围大树的竞争会削弱马尾松对干旱的抵抗能力和恢复能力。同时，研究还发现，Rt 和 Rs 与海拔呈现正相关，与经度呈现负相关。这表明海拔较高地区的马尾松可能具有更强的耐旱性和恢复力，而位于经度偏西（内陆，冬季相对干燥）地区的马尾松在这两方面的能力也相对较强。
研究结论与讨论
在这项研究中，研究人员成功揭示了中国湿润亚热带森林中马尾松径向生长对旱季干旱的响应机制，以及邻体竞争和空间格局对这一响应的影响。2011 年严重的旱季干旱使得马尾松的径向生长大幅下降 15%，邻体竞争显著削弱了树木的耐旱性和恢复力，并且耐旱性和恢复力在海拔和经度方向上呈现出明显的分布规律。
这些研究结果意义重大。一方面，它让我们更加深入地了解了未来日益增加的干旱和土壤干旱对湿润亚热带森林树木生长的影响，为预测森林生态系统的变化提供了重要依据。另一方面，基于这些发现，我们可以采取更加科学合理的森林管理措施。例如，对大树进行适当的疏伐（thinning practice），减少邻体竞争，从而增强树木的径向生长和木材产量，提高森林应对气候变化的能力。不过，目前的研究仅针对马尾松这一种树种，未来还需要开展更多包含多种树种的相关研究，以便更全面地掌握森林生态系统对干旱的响应机制，为森林保护和可持续发展提供更有力的支持。该研究成果发表在《Agricultural and Forest Meteorology》上，为相关领域的研究提供了重要的参考。
