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在全球气候变化背景下，研究人员针对温度变化对树木生长同步性影响不明的问题，以东北温带森林为研究对象开展相关研究。结果表明温度和水分有效性影响树木生长及同步性，其变化模式复杂。该研究为森林管理提供关键依据。
在全球气候不断变化的当下，森林生态系统正面临着前所未有的挑战。温度持续上升、降水模式改变以及极端天气事件愈发频繁，这些变化深刻地影响着森林的生长和发展。树木生长同步性（Tree growth synchrony）作为反映森林对气候压力和干扰适应能力的重要生态指标，一直备受关注。然而，目前人们对于在不同气候条件下，温度升高如何影响树木生长同步性，尤其是在快速升温和缓慢升温阶段的具体影响机制，仍知之甚少。这一知识缺口严重制约了对森林生态系统未来变化的预测，也使得制定有效的森林管理策略变得困难重重。为了填补这一空白，深入了解森林生态系统在气候变化下的响应机制，研究人员开展了此项研究。
研究人员以中国东北长白山地区的温带阔叶林（包含水曲柳Fraxinus mandshurica、黄檗Phellodendron amurense、蒙古栎Quercus mongolica和胡桃楸Juglans mandshurica）和红松（Pinus koraiensis）混交林为研究对象。通过收集树轮数据，结合当地的气候数据，深入探究气候变化，特别是温度升高，对五种主要温带树种生长同步性的影响。此项研究成果发表在《Forest Ecosystems》杂志上。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是树轮学方法（Dendrochronological methods），在野外采集样本，经干燥、打磨、交叉定年和测量后，去除年龄相关趋势和非气候影响，构建树轮宽度年表；其次是方差 - 协方差混合建模（variance - covariance mixed modelling），用以量化树木生长同步性；最后运用相关性分析（如 Pearson's correlation analysis）和移动自相关分析（moving bootstrapped correlation analysis），探究气候与树木生长之间的关系。
研究结果
- 东北和西南地区树木生长同步性模式：1956 - 2009 年期间，冷湿的东北地区树木生长同步性显著高于暖干的西南地区。东北地区在 1966 - 2000 年生长同步性呈上升趋势，1987 年温度转折点前后有明显变化，先升后降；西南地区则呈长期下降趋势，1987 年后急剧下降。不同物种的生长同步性趋势与地区趋势相似，水曲柳生长同步性最高，红松最低。
- 两个地区的气候 - 生长关系：温度是影响研究区域树木生长的主要气候因素。非生长季（previous non - growing season，PNG）和生长季（growing season，GS）的温度对较冷的东北地区树木径向生长的正向影响更为显著。PNG 降水在东北地区多为正向影响，在西南地区多为负向影响；GS 降水影响类似但两区无显著差异。相对湿度在东北地区多为负向影响，在西南地区多为正向影响。
- 生长同步性与气候 - 生长响应之间的关系：生长季温度与东北地区年轮主成分（PC1）的相关性由弱正变为显著正，与西南地区 PC1 的相关性由弱正变为显著负；非生长季温度与两区 PC2 的相关性变化趋势相似，先负后正再负。降水和相对湿度与 PC1、PC2 的相关性在两区也呈现出复杂的变化趋势。树木生长同步性与气候 - 生长关系的时间动态密切相关，在东北地区，生长同步性与 PNG 相对湿度、GS 相对湿度和 GS 温度的移动相关性呈正相关；在西南地区，与 PNG 降水、相对湿度以及 GS 温度的移动相关性呈正相关。
研究结论与讨论
研究表明，稳定的冷湿气候条件促进了较高的生长同步性，而暖干地区的环境压力和变化导致生长模式差异增大，同步性降低。这与干旱通常增加干燥环境中树木生长同步性的观点不同，说明研究区域的气候 - 生长关系有其独特性。
气候变暖对树木生长同步性呈现双相影响。初期快速变暖增强同步性，可能是因为温度上升使树木的物候和生理响应同步化；但当温度超过生态系统特定阈值，或升温稳定、降水下降时，同步性下降。这反映出温度与其他生长限制因素（如水和养分可用性）之间复杂的相互作用。此外，干旱在该地区也是影响树木生长同步性的次要因素，随着温度持续上升，其作用可能更加显著。
此项研究意义重大，树木生长同步性的变化对森林生态系统既有积极影响，也有消极影响。积极方面，同步性增强可使森林对环境条件的响应更统一，有利于维持生态系统功能和促进大规模林业实践；消极方面，增强的同步性使森林更容易受到同步干扰的影响，可能导致森林衰退和树木死亡，还会降低森林结构和功能的多样性。研究还发现不同树种生长模式具有一致性，这虽能反映森林对气候变化的响应趋势，但也意味着若发生重大气候灾害，这些物种可能因同步性而面临风险。不过，当温度达到阈值或稳定后，树木生长同步性下降，表明森林可能具有适应波动气候条件的能力。
从森林管理角度看，监测生长同步性有助于预测森林生产力和减轻气候风险。通过调整森林结构多样性来管理生长同步性，对于维持森林健康和生态系统功能至关重要。然而，该研究也存在一定局限性，如需要更多来自更大地理区域和不同树种的证据来验证研究结果，同时对生长同步性的物候和生理机制及其对生产力的影响，以及调节同步性的大规模气候驱动因素的研究还需进一步深入。总体而言，该研究为森林管理和恢复策略提供了重要依据，强调了通过调整森林多样性来管理生长同步性，以减轻温带森林未来生态风险的重要性。
