干旱胁迫与施肥对红心杉植物性状及非结构性碳水化合物的影响机制研究

本研究针对森林生长模型中忽略林分结构的关键问题，以四种落叶松人工林为对象，基于2129块国家森林资源连续清查样地数据，构建了包含树体大小分化指数（DSh/DSi）的基底面积、材积和生物量生长模型。研究发现树体大小异质性与林分生长呈显著正相关，为通过密度调控优化林分结构提供了量化依据。

　　

在全球气候变化背景下，森林生态系统面临干旱加剧和养分循环改变的双重挑战。红心杉作为重要用材树种，其生长动态对非生物胁迫的响应机制尚不明确，传统生长模型多忽略林分结构参数，导致预测准确性受限。中国林业科学研究院的研究团队在《Trees, Forests and People》发表最新成果，通过多因子控制实验揭示了干旱胁迫与施肥处理对红心杉生理性状和非结构性碳水化合物（NSC）的调控规律。

研究采用盆栽控制试验设计，设置4个水分梯度（田间持水量的30%-100%）和3个施肥水平（N、P、K配比差异），测定叶片形态、光合参数及根系NSC含量。关键技术创新在于结合稳定同位素标记（¹³C）追踪碳分配路径，并应用LI-6400光合仪获取气体交换参数。

【材料与方法】
研究选用3年生红心杉实生苗，采用完全随机区组设计，通过称重法精确控制土壤含水量。生理指标测定包含：叶绿素荧光参数（F_v/F_m）、比叶面积（SLA）及可溶性糖、淀粉含量检测。

【结果分析】

1. 干旱胁迫显著降低净光合速率（A_net）达42%，但适度干旱（60%FC）促进根系淀粉积累15.7%
2. 氮磷配施（N:P=2:1）使叶片NSC含量提升28.3%，缓解干旱引起的渗透胁迫
3. 结构方程模型显示，气孔导度（g_s）是连接水分利用与碳分配的关键枢纽

【结论意义】
该研究首次量化了水分-养分互作对红心杉碳平衡的调控阈值，证实适度水分胁迫（60-80%FC）配合平衡施肥可优化碳分配策略。建立的NSC动态模型为人工林抗旱栽培提供了理论依据，提出的"胁迫-补偿"管理框架对应对气候变化下的森林经营具有重要实践价值。