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在欧洲,欧洲赤松(Quercus robur L.)对森林生态意义重大,但气候变化威胁其生长。研究人员应用广义代数差分法(GADA)校准生长模型。结果显示 Strand 模型预测效果最佳。该研究为评估气候变化和管理措施对其生长的影响提供依据。
在欧洲的森林里,欧洲赤松(
Quercus robur L.)可是个 “明星树种”。它不仅有着重要的生物学价值,还能提供多种多样的生态系统服务,对混交林的稳定性和生产力提升贡献不小。然而,气候变化这股 “邪恶势力” 正在威胁着它。尽管有预测说欧洲赤松的分布范围会向北方扩展,但实际上,在北欧尤其是波罗的海地区,气候变化正削弱着它的生命力和生产力,让欧洲赤松的数量逐渐减少。
面对这样的困境,准确掌握欧洲赤松的生长趋势变得至关重要。只有了解它的生长规律,才能评估不同管理措施和气候变化对其生长的影响,从而更好地保护这种树木,维持森林生态平衡。但问题来了,目前关于欧洲赤松径向生长的可靠研究少之又少,在欧洲大部分地区,相关数据和模型都很缺乏。正因如此,来自国外的研究人员开启了一项重要研究,致力于校准欧洲赤松的径向生长模型,相关成果发表在《Ecological Modelling》上。
研究人员采用了广义代数差分法(Generalized Algebraic Difference Approach,GADA)来校准生长模型。在研究过程中,他们从 89 棵欧洲赤松树上采集了 178 个增量芯,这些树分布在 8 个种植林分中。通过这些样本,研究人员重建了树木的个体累积直径生长情况,以此来分析树木的径向生长规律。
下面来看看具体的研究结果:
- 研究地点:研究在拉脱维亚的半寒温带森林区(56°0′–58°0′N 和 24°0′–26°0′E)展开。这里有 8 个种植的欧洲赤松林分,这些林分生长在地势平坦的低地,且在树木生长过程中,当地条件相对稳定,橡树死亡率极低甚至没有。这样稳定的环境为研究提供了可靠的基础。
- 径向生长重建:研究人员共获取了 178 个树轮宽度(Tree Ring Width,TRW)时间序列,代表 89 棵橡树。这些序列之间的相关性良好,不同林分间的橡树生长趋势匹配度较高,这表明研究样本具有一定的一致性,有利于后续的分析。
- 模型测试与选择:研究人员选取了 6 种不同的非线性固定效应生长模型,这些模型都是基于 GADA 推导而来的。通过将这些模型与观测到的生长数据进行拟合,并结合模型拟合统计数据和生长曲线的生物学现实性进行评估。结果发现,由于研究中的树木年龄成熟,且有连续的直径数据,6 种模型对观测到的径向生长都有较好的拟合效果。但综合各项评估指标,Strand 模型脱颖而出,在预测波罗的海东部地区欧洲赤松的径向生长方面表现最佳。
这项研究意义非凡。首先,它验证了 GADA 在模拟树木径向生长方面的适用性,为后续相关研究提供了重要的方法参考。其次,Strand 模型的确定,为预测欧洲赤松的生长模式提供了可靠工具。更为关键的是,此次研究是北欧和拉脱维亚首次将 GADA 应用于欧洲赤松径向生长曲线的开发,所建立的径向生长参考模型,能作为评估气候变化和管理措施对该地区欧洲赤松未来生长影响的重要依据,为森林管理者制定科学合理的保护和管理策略提供有力支持。
总的来说,该研究成功校准了欧洲赤松的径向生长模型,找到了最适合预测其生长的模型,为应对气候变化背景下欧洲赤松的保护和管理提供了关键的科学依据。未来,相关研究可以在此基础上进一步深入,比如探究不同气候条件和管理措施下模型的准确性和适用性,不断完善对欧洲赤松生长的认识,更好地守护这一重要的森林资源。