十年之殇:极端气候如何重创欧洲山毛榉老树生长

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Agricultural and Forest Meteorology 5.6

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  在森林生态研究中,探究树木生长衰退及影响因素意义重大。研究人员以欧洲山毛榉(Fagus sylvatica)为对象,研究干旱和晚霜对其生长的影响。结果表明极端气候事件致老树十年生长损失,树龄影响生长响应。该研究为理解森林动态提供新视角。

  在全球气候变化的大背景下,森林生态系统正经历着深刻的变革。近年来,森林树木死亡和生长衰退的现象愈发频繁,这引起了科学界的广泛关注。树木生长衰退往往由多种因素引发,其中干旱和晚霜等极端气候事件被认为是重要诱因。然而,目前用于评估这些事件对树木生长影响的方法存在诸多缺陷,容易导致错误结论。同时,以往的研究大多聚焦于树木生长与常规气候条件的关系,忽视了偶发离散气候事件对树木中长期生长动态的作用。为了更深入地了解极端气候事件对树木生长的影响,来自国外的研究人员开展了一项针对欧洲山毛榉(Fagus sylvatica)的研究。该研究成果发表在《Agricultural and Forest Meteorology》上,为森林生态研究提供了新的视角和重要依据。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。在数据获取方面,通过对位于西班牙中部山脉 “El Hayedo de Montejo” 地区的欧洲山毛榉进行实地采样,获取树木年轮宽度(TRW)、基面积增量(BAI)等生长数据 。同时,利用西班牙 “Agencia Estatal de Meteorología (AEMET)” 的 5-km 网格化数据集,获取当地的气候数据。在数据分析上,运用贝叶斯回归(Bayesian regression)结合变化点分析,识别树木生长函数中的变化点,判断生长趋势的改变;通过计算相对生长(RBAI)和累积生长损失(CGL)指数,量化气候对树木短期、中期和长期生长趋势的影响。

研究结果主要包含以下几个方面:

  • 生长下降年份及原因:研究识别出多个生长下降的年份,如 1995 年是所有研究林分的关键年份,1966、1979、1999、1982 和 2010 年在部分林分中也是生长下降的关键年份。通过分析气候数据发现,这些年份的生长下降主要由干旱和晚霜事件导致。例如,1982 年和 1999 年有严重干旱,1995 年既有干旱又有晚霜导致的叶片损伤。
  • 生长趋势变化:利用贝叶斯回归分析生长趋势变化,结果显示不同林分有不同的变化模式。在 2-V 和 2-D 林分中,1966 - 1995 年间生长经历了多次下降和恢复,1995 年后生长稳定在较低水平;3 号林分在 1995 年生长出现显著下降。
  • 生长损失量化:通过计算 RBAI 和 CGL 指数,研究发现不同林分的生长损失存在差异。1 号林分与其他林分表现不同,2-V、2-D 和 3 号林分在经历气候事件后,树木分别损失了 10、16 和 10 年的生长量。
  • 年龄和胸径对生长恢复的影响:通过建立添加剂混合模型分析年龄和胸径(DBH)对生长恢复的影响,发现年龄是影响生长损失的重要因素,树龄越高,生长损失越大,而胸径的影响不显著 。

在结论与讨论部分,研究明确了极端气候事件是欧洲山毛榉生长下降的主要触发因素,这些事件导致树木生长长期下降,影响树木活力,甚至可能导致树木死亡。年龄在树木对极端气候事件的响应中起着重要作用,而胸径的影响不明显,这可能与多种因素的复杂相互作用有关。此外,该研究提出的新方法避免了传统方法的一些问题,能更好地分析树木生长的长期下降趋势。这项研究强调了偶发离散气候事件对解释树木长期生长动态的重要性,为进一步研究森林生态系统对气候变化的响应提供了重要参考,有助于理解森林衰退过程,为森林保护和管理提供科学依据 。

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