巴塔哥尼亚北部的外来松树种植园与本土森林：生长模式的比较及对气候变化的脆弱性分析

《Forest Ecology and Management》：Exotic pine plantations vs. native forests in northern Patagonia: Comparing growth patterns and climate change vulnerability

在阿根廷潘帕斯地区，比较了三种外来松树（Pinus radiata、Pinus contorta、Pinus ponderosa）与两种本土树种（Nothofagus dombeyi、Austrocedrus chilensis）在幼苗期的生长模式、气候敏感性和水分利用效率。研究发现，尽管外来松树初期生长较快，但本土树种Nothofagus dombeyi的生产力与其相当；外来松树蒸腾作用更强，导致更易受干旱和高温影响。稳定同位素分析显示，本土树种的水分利用效率更保守，而外来松树因更高的 stomatal conductance 更敏感于气候变化。研究建议优先种植本土树种以降低火灾风险并提高气候适应性。

　　在阿根廷北部巴塔哥尼亚地区，近年来外来针叶树种的种植面积迅速扩大，替代了许多本地的*Nothofagus*和*Austrocedrus*森林。然而，目前对于这些外来树种与本地森林在生长模式、生产力以及对气候变化的敏感性之间的直接比较仍然缺乏系统研究。本文通过树轮年代学和稳定同位素分析，探讨了在树干排除阶段（前32年）中，三种外来针叶树种（*Pinus ponderosa*、*P. contorta*、*P. radiata*）与相邻同龄本地林分（*Austrocedrus chilensis*和*Nothofagus dombeyi*）之间的差异。研究结果表明，虽然所有外来针叶树种都比本地树种更早达到最大基部面积增长（BAI），但*Nothofagus dombeyi*的生产力与*P. radiata*相当，后者是所有外来针叶树种中最具生产力的一种。这表明，外来树种并非在所有情况下都比本地树种更具优势。

研究还发现，所有五个树种的主要生长限制因素均为春季和夏季的降雨不足和气温升高，其中生产力较高的树种对气候的敏感性也更高。树干同位素信号（Δ13C和δ1?O）表明，三种外来针叶树种具有更高的气孔导度和蒸腾损失，而本地树种则表现出更保守的水分利用策略。这一结果提示，外来针叶树种在面对气候变化时可能更容易受到其影响，尤其是随着全球气温升高，它们的生长可能变得更加脆弱。此外，由于这些外来针叶树种在该地区具有入侵性，并且增加了火灾风险，因此建议在气候变化背景下，优先种植本地树种，并减少外来针叶树种的种植面积。

树轮研究一直是了解树木生长模式与气候变化之间关系的重要工具。在阿根廷北部巴塔哥尼亚地区，研究者们发现，树轮宽度（RW）与气候之间的关系在不同树种间存在显著差异。一方面，树轮宽度可以反映树木对环境变化的响应，另一方面，树龄和竞争等因素也可能影响RW的形成。因此，研究者采用了一系列方法，如去除低频趋势、计算同步性指数（Rbar）和变异系数（CV），以更准确地评估树木在不同气候条件下的生长表现。

研究区域位于阿根廷里奥内格罗省，从湿润的西边到干燥的东边，形成了从瓦尔迪维亚温带雨林到巴塔哥尼亚草原的过渡带。该地区的特点是陡峭的山地和由多期冰川作用形成的U型谷地，以及广泛分布的火山土壤，具有较高的持水能力。这种土壤特性在一定程度上缓解了夏季的水分短缺问题，同时也影响了不同树种的生长表现。研究者在三个不同的站点（Tuco、Foyel和Piltri）中选取了至少两种外来树种和一种本地树种的林分，以确保在同一气候条件下进行直接比较。

在树轮年代学分析中，研究者采用了多种统计方法，包括目视年轮对比、相关系数分析以及t检验，以验证树轮序列的准确性。同时，通过去除低频信号，生成了无量纲的树轮宽度指数（RWI），以便更清晰地反映环境变化对生长的影响。在计算RWI时，研究者还考虑了不同树种的生长同步性，这可以作为衡量树木群体对环境变化响应一致性的指标。结果表明，某些外来树种在生长同步性方面表现出更高的一致性，这可能与它们的生理特性有关。

研究还分析了树种在不同气候条件下的生长趋势。例如，在湿润的Tuco站点，*N. dombeyi*和*P. radiata*的生长表现出较高的敏感性，而*P. contorta*则在干旱的站点中表现出较低的敏感性。这表明，不同树种对气候条件的适应能力存在差异，且这种差异在不同气候条件下会有所不同。此外，研究发现，随着树龄的增长，某些树种的生长同步性逐渐增强，这可能反映了它们对环境压力的反应更加敏感。

在同位素分析方面，研究者通过分析树干中的碳和氧同位素信号，评估了不同树种的气孔调节和蒸腾损失情况。结果表明，外来针叶树种的Δ13C和δ1?O值普遍高于本地树种，这可能意味着它们在生长过程中具有更高的气孔导度和蒸腾速率。然而，这种差异在不同站点间并不完全一致，特别是在某些干旱地区，本地树种的同位素信号变化更为显著。这可能与不同树种对水分来源的利用方式不同有关，同时也反映出本地树种在面对干旱时具有更强的适应能力。

研究还探讨了不同树种在气候变化背景下的适应潜力。例如，*P. ponderosa*和*P. contorta*等外来树种在某些站点表现出较高的生长敏感性，这可能与其生长周期和生理机制有关。此外，*N. dombeyi*在湿润站点中表现出较高的生长同步性和变异系数，这可能表明其对环境变化的反应更为明显。因此，研究者认为，在气候变化日益加剧的背景下，应更加关注本地树种的适应性，并采取相应的林业管理措施，以减少外来树种对生态系统的潜在威胁。

最后，研究强调了本地树种在适应未来气候条件方面的重要性。例如，*N. dombeyi*和*A. chilensis*等本地树种不仅在生产力方面具有优势，而且在面对干旱和高温时表现出更强的适应能力。因此，在可行的情况下，应优先考虑种植这些本地树种，并减少外来针叶树种的种植面积。这不仅可以降低火灾风险，还可以减少外来物种对本地生态系统的影响。此外，研究还建议在干旱地区和高密度林分中，通过降低树密度来减少水分竞争，从而提高森林的生态稳定性。