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为探究气候变化下树种根茎生长规律，研究人员以德国巴伐利亚州单 / 混交林的欧洲山毛榉（Fagus sylvatica [L.]）和挪威云杉（Picea abies [L.] Karst.）为对象，分析根茎异速生长及干旱响应。发现山毛榉抗旱性更强，混交林促进根系生长，为森林应对干旱提供理论依据。
森林作为陆地生态系统的核心，在全球碳循环与气候调节中扮演关键角色。然而，近年来气候变暖引发的干旱胁迫频繁发生，严重威胁树木的生长与存活。树木的根茎系统是其应对环境变化的 “前沿阵地”，根系负责水分与养分吸收，茎干支撑地上结构并参与物质运输，二者的生长协调机制（即异速生长规律）成为理解树木适应策略的核心问题。尽管已有研究关注单一树种的根茎生长关系，但不同树种在单混交林中的异速生长差异及其对干旱的响应机制仍不明确，尤其是欧洲山毛榉与挪威云杉这两种中欧典型树种的对比研究尚缺乏系统性数据。
为填补这一研究空白，德国慕尼黑工业大学（TU Munich）与巴伐利亚州林业研究所（LWF）的研究团队开展了一项长期研究。研究以德国巴伐利亚州南北气候地质梯度上的 5 组实验样地为基础，每组包含欧洲山毛榉纯林（BP）、挪威云杉纯林（SP）及二者混交林（BM/SM），通过分析优势木的根茎生长数据，结合 2003 年极端干旱事件的抗性（Resistance）、弹性（Resilience）与恢复力（Recovery）指数（Lloret indices），揭示树种间及林型间的异速生长模式与干旱响应差异。研究成果发表于《European Journal of Forest Research》，为气候变化下的森林管理提供了重要科学依据。
研究采用的关键技术方法包括：①树木年轮分析，通过胸径（DBH）与粗根直径的年轮数据，构建根茎生长序列；②异速生长模型，基于双对数线性模型 log(droot)=a+b×log(dshoot) 计算异速生长因子（a）与指数（b），分析生物量分配策略；③Lloret 指数计算，以 2000-2002 年为干旱前基线，2003 年为干旱年，2004-2006 年为干旱后恢复期，量化根茎生长对干旱的响应强度；④线性混合模型，结合立地指数（SI）、林分密度指数（SDI）等变量，解析树种、林型、立地条件对异速生长及干旱响应的影响。
根茎异速生长的种间与林型差异
研究发现，挪威云杉的异速生长因子（a）显著高于欧洲山毛榉，表明其根茎直径比值更大，而欧洲山毛榉的异速生长指数（b）更高（BM=3.159 > BP=2.795 > SM=1.914 > SP=1.657），意味着其根系生长随茎干增长的增速更快。混交林中，欧洲山毛榉（BM）与挪威云杉（SM）的异速生长指数均高于纯林，反映种间竞争促进根系生物量分配，符合生态位互补理论 —— 云杉浅层根系与山毛榉深层根系协同利用土壤资源。立地指数（SI）对山毛榉的异速生长指数有显著影响，而云杉则不受 SI 影响，暗示山毛榉在肥沃立地中通过增强根系生长支撑地上器官发育，云杉则仅在极端干旱条件下调整根系分配。
干旱响应的树种特异性与林型效应
在干旱抗性方面，欧洲山毛榉的地上生长抗性显著高于挪威云杉（BP/SM 的干旱年生长量降幅分别为 15%/22% vs. SP/SM 的 37%/39%），根系抗性虽无显著差异，但山毛榉的恢复力更强（BP 根系恢复期生长量较干旱年增加 25%，SP 仅恢复至 95%）。混交林对干旱响应的影响因树种而异：山毛榉在混交林中的弹性略低于纯林，可能受种间竞争干扰；云杉在混交林中的抗性与纯林无显著差异，表明其干旱响应主要由物种特性决定。Lloret 指数显示，山毛榉的综合抗旱能力（抗性 + 弹性 + 恢复力）显著优于云杉，与其更深的根系分布和更灵活的水分吸收策略密切相关。
研究结论与生态意义
本研究系统揭示了欧洲山毛榉与挪威云杉在单混交林中的根茎异速生长规律及干旱响应机制。核心结论包括：①树种间生物量分配策略差异显著，山毛榉通过高异速生长指数增强根系扩展能力，云杉依赖高异速生长因子维持现有根茎结构；②混交林通过种间根系互补促进资源利用效率，尤其在干旱条件下提升群落稳定性；③山毛榉的抗旱优势与其根系系统的深度和可塑性密切相关，而云杉因浅根系和等水势策略更易受干旱胁迫。
研究结果为气候变化下的森林经营提供了双重启示：一方面，混交林模式可通过生态位互补增强根系对土壤资源的利用，提升森林生态系统的抗旱弹性；另一方面，欧洲山毛榉在干旱胁迫下的优异表现，提示其可作为未来气候适应性树种优先用于造林。此外，研究首次整合根茎生长的异速模型与干旱响应指数，为树木功能性状研究提供了跨尺度方法论参考，有助于深化对森林生态系统结构 - 功能关系的理解。这些发现不仅丰富了全球变化生态学的理论内涵，也为制定基于物种特性的可持续森林管理策略提供了实证依据。
