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为探讨挪威云杉（Picea abies）和苏格兰松（Pinus sylvestris）纯林与混交林生长动态，研究人员分析 1994-2022 年挪威国家森林清查数据，构建模型评估林分特征与干旱对材积生长的影响。发现混交林存在超产效应，干旱减产与云杉比例、林分密度正相关，松的存在可缓解干旱影响。
森林作为陆地生态系统的核心，在应对气候变化中扮演着关键角色。然而，全球变暖背景下，干旱等极端气候事件频发，给森林生态系统的稳定性和生产力带来严峻挑战。在挪威及北欧波罗的海地区，挪威云杉和苏格兰松是林业和木材工业的支柱树种，但长期以来以单一树种林分为主的经营模式，使得森林对生物和非生物干扰的脆弱性日益凸显。例如，2018 年极端干旱事件导致欧洲多地云杉林生长受损、活力下降，且干旱胁迫还会降低树木对树皮甲虫的抗性，进而引发死亡。随着气候变暖，类似干旱事件可能更加频繁，挪威森林面临从温度限制向水分限制转变的风险，因此，如何通过调整森林管理策略提升林分的干旱韧性成为亟待解决的问题。
为深入理解物种组成、立地质量和干旱对挪威云杉和苏格兰松纯林及混交林生长动态的影响，挪威的研究人员分析了 1994 至 2022 年挪威国家森林清查（NFI）的长期数据，旨在回答物种组成与立地质量如何与林龄和林分结构复杂性相互作用影响材积生长，以及干旱对林分和单株云杉材积生长的影响程度和林分特征（如物种组成、林分密度）的调节作用。相关研究成果发表在《Forest Ecology and Management》。
研究主要采用以下关键技术方法：利用 NFI 的约 22,000 个永久样地数据，筛选出 2579 个纯林和混交林样地，排除采伐和明显两层冠层的样地，接受阔叶树比例最高 10% 的林分。通过线性混合效应模型分析物种组成（松比例 PROPPINE）、立地质量（云杉立地指数 SISPRUCE）、林分密度（林分密度指数 SDI）、林龄（AGE）等对五年材积生长量（ΔVOL）的影响。针对干旱影响，选取挪威南部和东部海拔 500 米以下地区样地，利用标准化降水蒸散指数（SPEI）量化干旱程度，比较包含 2018 年干旱年的生长周期与前一周期的材积生长差异（ΔΔVOL），并分析单株云杉的材积生长变化（ΔΔVOLSPRUCE）。
3.1 松比例和立地质量对林分水平材积生长的影响
通过构建全球模型发现，松比例对生产力的影响随立地质量和林龄而异。低立地质量（SISPRUCE为 6 和 8）时，松纯林材积生长优于云杉纯林；高立地质量（SISPRUCE为 17 和 20）则相反；中等立地质量（11 和 14）时两者相近。混交林表现出超产效应，即生产力超过纯林预期总和，且相对超产随林龄增加而增加，随立地质量升高而降低。在中等立地质量（SISPRUCE 11 和 14），混交林甚至表现出超越性超产，即优于任一纯林。结构多样性指数（A）与材积生长呈正相关但不显著，且在松比例 0.4-0.6 时达到峰值，表明混交林的结构复杂性可能部分由物种比例解释。
3.2 松比例和干旱对林分水平材积生长的影响
对比包含 2018 年干旱年的生长周期与前一周期，发现干旱导致材积生长显著下降，且松比例越低、林分密度越高，生长量损失越大。扩展分析 1994-2020 年数据表明，干旱对云杉比例高的林分影响更显著，尤其在低立地质量条件下。模型显示，松的存在可缓解干旱对云杉的负面影响，SPEI 与松比例的交互作用表明，混交林在干旱条件下的生产力损失低于纯云杉林。
3.3 松比例和干旱对单株云杉材积生长的影响
单株云杉分析显示，干旱导致材积生长量显著下降，且单株材积越大、松比例越低，生长量损失越大。松比例的增加可减轻大规格云杉的干旱胁迫，表明混交林中松的存在通过改善水分竞争或水力提升等机制，促进云杉生长。
研究结论表明，低立地质量应避免纯云杉林，推广适当密度的混交林并结合间伐措施，可提升林分在气候变化下的生产力和韧性。混交林的超产效应和干旱缓冲作用，为森林管理提供了重要依据，即通过优化物种组成和林分结构，增强森林对极端气候的适应能力。该研究不仅深化了对混交林生态功能的认识，也为北欧及类似气候区的森林可持续经营提供了科学参考，有助于在全球变化背景下维持森林生态系统服务和木材生产的平衡。
