揭秘中乌拉尔地区欧洲赤松(Pinus sylvestris L.)径向生长对气候响应的地理差异:关乎森林生态命运的关键探索

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Dendrochronologia 2.7

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  全球气候变化影响森林生态,为探究其对欧洲赤松(Pinus sylvestris)径向生长的影响,研究人员在中乌拉尔地区展开研究。结果发现该地区不同区域欧洲赤松生长受气候影响各异,此研究对了解森林生态变化有重要意义。

  森林,作为地球生态系统的重要组成部分,对维持地球的生物、生态和能量平衡起着关键作用,与人类的福祉也息息相关。然而,全球气候变化的阴影正逐渐笼罩着森林生态系统。不断攀升的气温和愈发不稳定的降水模式,如同潜伏的 “生态杀手”,严重威胁着森林的健康与发展。众多研究表明,全球气温若持续上升超过 1.5 - 2.5 °C,大量森林区域可能会转变为非森林景观。但适度的升温,在某些情况下,却能为木本植物的生长带来积极影响,特别是在那些生长季较短、温度成为生长限制因素的地区。此外,不同地区森林生长受多种因素制约,即使在同一地理区域内,树木生长的影响因素也差异巨大。那么,在复杂的气候变化背景下,森林树木的生长究竟会如何变化?这成为众多科研人员亟待解开的谜题。
为了深入探究这一问题,来自俄罗斯的研究人员针对中乌拉尔地区的欧洲赤松(Pinus sylvestris L.)展开了研究。该研究成果发表在《Dendrochronologia》上,对揭示森林生态系统对气候变化的响应机制具有重要意义。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:在 2019 - 2024 年,于中乌拉尔地区的 20 个研究地点进行样本采集。在每个地点,从 19 - 29 棵优势或共优势树木上,使用 5.12 mm 增量钻孔器在胸高位置采集树芯样本,共获取 430 棵树的树芯。随后,对采集的树芯构建树轮年代学序列,分析树轮宽度等相关数据,从而探究欧洲赤松径向生长与气候的关系。

研究结果


  1. 树轮年代学数据:欧洲赤松(P. sylvestris)树轮年代学序列的平均长度在 76 - 223 年之间,其中最长的可追溯至 1731 年(位于 KAK 站点)。研究区域内,树轮平均宽度在 0.79 - 2.45 mm year?1之间。各单个序列之间的平均相关性在 0.42 - 0.60 之间,平均敏感度在 0.19 - 0.24 之间。一阶自相关在 0.73 - 0.88 之间,平均值为 0.8,这表明上一年的生长对当年有强烈影响。
  2. 气候对欧洲赤松径向生长的影响:通过分析发现,在中乌拉尔地区东南部,5 - 6 月的降水对欧洲赤松径向生长有积极影响,而同期的温度则产生负面影响。在西南部,温度对其生长的影响不显著,但夏季降水对生长有积极作用,这表明该地区南部欧洲赤松的生长受水分供应的限制。在最北部的树轮年代学序列中,径向生长与降水条件没有显著相关性,而夏季(7 月)温度对生长的影响变为正向。

研究结论与讨论


该研究表明,在中乌拉尔地区,欧洲赤松分布在广泛的地理梯度上,从森林 - 草原边界延伸至混合中泰加林地区。温度和湿度条件的纬度梯度明显反映在树轮宽度与气候因素的关系中。同时,研究还发现该地区欧洲赤松气候 - 生长相关性并不稳定,尤其是与夏季温度的相关性。这意味着,随着全球气候的持续变化,中乌拉尔地区欧洲赤松的生长状况可能会发生显著改变。在北纬 58° 以北的欧洲赤松,可能会因气候变暖而生长改善;而南部地区的欧洲赤松,由于水分缺乏加剧,径向生长可能会受到抑制。

这项研究的重要意义在于,它为深入理解森林生态系统对气候变化的响应提供了关键依据。通过揭示欧洲赤松径向生长与气候之间的复杂关系,有助于预测森林生态系统在未来气候变化情景下的变化趋势,为森林资源的保护和管理提供科学指导。例如,相关部门可以根据这些研究结果,制定更具针对性的森林保护策略,合理规划森林资源的利用,以应对气候变化带来的挑战。同时,该研究也为其他地区开展类似研究提供了参考范例,推动全球范围内对森林生态系统与气候变化关系的深入研究。

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