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在南美地中海气候区，森林受干旱威胁。研究人员针对智利中部地中海森林中 3 种濒危树种（Nothofagus macrocarpa、Cryptocarya alba和Persea lingue）展开研究，发现其生长高度依赖水和 ENSO，不同树种对干旱响应各异，该研究对森林保护意义重大。
在全球气候变化的大背景下，地中海地区的气候正经历着显著变化。气候记录显示，未来几十年，由于降水减少和气候变暖，地中海地区将愈发干旱。南美洲的地中海区域也未能幸免，目前正遭受着适度的气候变暖以及显著的降水损失。而且，该地区的年降水量变化与厄尔尼诺 - 南方涛动（ENSO）紧密相关。
干旱对地中海地区的陆地生态系统影响深远，它加剧了蒸散作用，增加了森林火灾和树木死亡的风险。智利中部的地中海地区过去就多次遭受干旱和热浪侵袭，引发了多起森林火灾。近年来，该地区的干旱情况愈发严重和频繁，对当地的森林生态系统造成了极大破坏。
在这样的严峻形势下，智利中部地中海森林中的树木生长受到了极大挑战。这些森林不仅是生物多样性的重要栖息地，还在碳汇和水源供应方面发挥着关键作用，对当地的农业和生物质生产意义重大。然而，目前对于该地区树木对水文气候和干旱的响应机制，人们的了解还十分有限。为了深入探究这些问题，来自国外的研究人员针对智利中部地中海森林中 3 种特有的濒危树种 —— 大叶假山毛榉（Nothofagus macrocarpa）、白樟（Cryptocarya alba）和智利鳄梨（Persea lingue）展开了研究。该研究成果发表在《Forest Ecosystems》上。
研究人员采用了多种技术方法来开展此项研究。在样本采集方面，分别于 2019 年 10 月和 2021 年 11 月采集了 3 种树木的样本。之后运用树轮年代学技术，对样本进行处理，包括干燥、固定和打磨，以识别树木生长轮的边界。同时，从世界气象组织的气候探索者平台获取气候数据，包括温度、降水等多种气候指标。通过统计分析，计算树木生长与气候变量之间的相关性，利用主成分分析探究树木生长对气候的主要响应，还用逐步多元线性回归分析气候变量对树木生长的影响 。
研究结果
- 树轮生长年表：研究建立了 3 种树种的树轮生长年表。N. macrocarpa的年表跨度达 344 年，C. alba的年表可追溯至 101 年前，P. lingue的年表涵盖了 58 年。各年表在特定时间段内具有较高的可靠性，且不同树种的树轮生长年表之间存在显著相关性。
- 树轮生长与气候的关系：研究发现，3 种树种的树轮生长与当地气候记录及 ENSO 遥相关模式存在显著关联。树木生长与降水、云量、土壤湿度等表示水分可用性的气候变量呈正相关，与温度、潜在蒸散量等呈负相关。例如，C. alba和P. lingue的生长与冬季和早春的最低温度呈正相关，而所有树种的生长都与春季和初夏的温度呈负相关。此外，回归模型表明，土壤湿度和标准化降水蒸散指数（SPEI12）对树木生长影响显著。
- 当地水分可用性与 ENSO 的关系：研究揭示，当地水分可用性与 ENSO 存在紧密联系。在智利中部，土壤湿度与 7 - 10 月的 Ni?o 3.4 指数密切相关，年 SPEI 也与该指数呈正相关，且这种相关性在近几十年有所增强。
- 树轮生长对严重干旱的响应：通过分析指针年，研究发现 1968 年和 1996 年是 3 种树种共同经历的严重干旱年份。不同树种对干旱的响应存在差异，C. alba在干旱年份表现出较高的抗性和恢复力，而N. macrocarpa和P. lingue的恢复力则有所下降 。
研究结论与讨论
该研究表明，智利中部地中海森林中 3 种濒危树种的生长高度依赖水分可用性。C. alba的生长受年 SPEI 影响最大，而N. macrocarpa和P. lingue的生长主要受 10 月至次年 1 月土壤湿度的影响。ENSO 相关的水文气候变异性对这些树种的生长动态起着重要作用，且这种作用在近几十年在时间上有所强化，在地理上有所扩展。
不同树种对干旱的响应具有特异性。生长在低海拔干旱地区的C. alba对短期干旱具有较强的抗性和恢复力，但在长期干旱条件下，其生长趋势下降，面临更大的衰退风险。而与湿润环境相关的P. lingue和N. macrocarpa在干旱期间恢复力下降，生长减少更为明显，对严重的突发性干旱较为脆弱。
这项研究为理解南美地中海森林中濒危树木对水文气候波动和极端干旱的脆弱性提供了新的视角。研究结果对于森林管理策略的制定具有重要意义，例如在干旱地区降低树木密度，有助于控制树木衰退、死亡和野火风险，促进自然树木的生长；恢复与湿润环境相关的森林，有利于维持生物多样性和碳固存。然而，目前对于树木响应干旱的生理机制还需进一步研究，未来可通过分析树木年轮的同位素组成等参数，深入了解树木对水分胁迫的响应。
