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为探究干旱半干旱区森林生态系统对极端气候的响应,研究人员利用树木年代学方法,分析东帕米尔地区 P. schrenkiana 和 J. jarkendensis 径向生长与极端气候事件的关系。发现前者对极端温度更敏感,后者对极端降水响应更强,且两者对温度响应趋正,为森林管理提供科学依据。
在全球气候变暖的大背景下,极端气候事件正变得愈发强烈、频繁且持久,这对森林生态系统构成了严峻挑战,尤其是在干旱和半干旱地区。这些地区的树木生长本就受水热条件的严格限制,极端气候的加剧更可能打破植被与环境长期形成的适应性平衡,导致树木生长受阻甚至死亡,进而影响区域生态稳定和碳汇功能。然而,不同树种对极端温度和降水的响应机制尚不清晰,东帕米尔地区作为中亚重要的水源地和生态过渡带,其树木生长对极端气候的响应研究仍较为匮乏,亟需深入探讨以填补这一知识空白。
为解决上述问题,中国的研究人员开展了相关研究。他们以东帕米尔高原的新疆云杉(Picea schrenkiana,P. schrenkiana)和贾肯杜松(Juniperus jarkendensis,J. jarkendensis)为研究对象,通过树木年代学方法,分析了这两种树种径向生长与极端气候事件的关联,旨在揭示不同树种对极端气候的响应差异及适应机制。该研究成果发表在《Dendrochronologia》。
研究人员主要采用了树木年轮取样与分析技术,通过采集东帕米尔高原东部边缘的 P. schrenkiana 和 J. jarkendensis 年轮样本,建立年轮宽度年表,并结合该地区的极端气候数据(包括极端温度和降水的强度、频率、持续时间等指标),运用统计分析方法探究树木径向生长与气候因子的相关性。
分析极端气候变化特征
研究发现,极端降水的强度和频率指数呈上升趋势,其中总降水量(PRCPTOT)增幅最为显著,但连续干旱日数(CDD)保持稳定。在极端温度方面,极端最低温度(TNn)和极端最高温度(TXx)显著上升,而昼夜温差(DTR)则呈明显下降趋势。
不同树种径向生长的影响因素
P. schrenkiana 的年轮宽度与极端温度波动的相关性更强,对极端降水的响应较弱;J. jarkendensis 则对极端降水的强度和频率表现出显著正相关,显示出其对水分条件更为敏感。气候突变后,两种树种与平均温度(T)和 TNn的相关性均从负向转为正向,表明它们通过适应性调整,利用变暖带来的更有利温度条件促进生长。
结论
研究表明,全球变暖显著改变了东帕米尔地区 P. schrenkiana 和 J. jarkendensis 的生长动态,且树种对极端气候的响应存在显著差异:前者对温度更敏感,后者对降水更敏感。多种气候因子的相互作用而非单一变量驱动树木生长,这为预测气候变化下的森林动态提供了关键依据。研究结果强调,需针对不同树种制定有针对性的管理和保护策略,以增强森林生态系统对极端气候的韧性,这对中亚干旱区森林资源保护和全球变化下的生态系统管理具有重要科学意义和实践指导价值。