火后恢复间伐模式对地中海地区阿勒颇松树冠层结构可塑性的模块化影响

为解决地中海地区阿勒颇松（Pinus halepensis）林分因火灾后超密度再生导致的竞争抑制问题，研究人员通过对比规则间伐（600R）与聚集间伐（600A）模式，系统分析了松树冠层结构在枝条、分枝及整树水平的响应机制。结果表明，间伐显著提升结构支撑性状（如分枝数BrN）和叶生物量（LfB），且分枝表现出高度自主性；间伐模式虽未影响均值但调控了表型可塑性分布。该研究为森林恢复中冠层功能优化提供了关键理论依据。

　　

地中海沿岸频繁的野火导致阿勒颇松林分超密度再生，引发严重的种内竞争，进而抑制树木生长、延迟繁殖并增加灾害脆弱性。尽管间伐已被证明能缓解竞争压力，但其对冠层架构的多层次影响及空间配置效应的研究仍存在空白。冠层结构作为调控光合效率、水分平衡和生物多样性的核心要素，其可塑性响应机制对森林功能恢复至关重要。

针对这一科学问题，西班牙阿尔瓦塞特大学（Universidad de Albaida）的研究团队在三个气候梯度站点设计对比实验，通过规则间伐（600R，均匀保留600株/公顷）和聚集间伐（600A，集群保留相同密度）处理，结合未间伐对照，系统追踪了间伐后3.5年内松树冠层在枝条、分枝和整树水平的架构响应。研究发现间伐显著促进分枝级数（BrN）和叶生物量（LfB）增长，且分枝表现出独立于主干的生长自主性；聚集间伐通过增强冠内可塑性抵消了局部高密度的负面影响。该成果发表于《Forest Ecology and Management》，为地中海森林恢复提供了基于冠层功能调控的创新管理策略。

研究采用多尺度测量技术：1）基于年轮解剖（精度0.01mm）量化径向生长（TRW）；2）通过枝条年代学标记追溯分枝发育历史；3）建立叶/木材生物量异速方程（R²=0.71-0.96）；4）利用70层冠高分段分析垂直分配格局；5）采用重复测量ANOVA解析时间动态。样本来自三个海拔梯度站点（Albaida、Bocairent、Mariola）的15年生火后林分，共采集71株样本树和243个分枝。

3.1 冠层形态与垂直格局
间伐使松冠从圆柱形转为圆锥形（600R）或圆形（600A），分枝长度增加43%（P<0.001），叶/木材比在冠顶提升显著。聚集间伐因集群内竞争导致低冠分枝受限，但边缘树木的不对称扩展补偿了整体生产力。

3.2 多层次架构响应
分枝数（BrN）对间伐响应最敏感，增幅达2.8倍（P=0.018），而相对径向生长（rTRW）仅增加1.5倍。关键发现是间伐破坏树干-分枝异速关系（如TRW-BrN相关性消失），证实分枝的模块化自主性。

3.3 可塑性分配机制
规则间伐均质化冠内/间变异（CV比≈1），而聚集间伐保留更高冠内可塑性（CV比>1，P=0.008），表明空间配置通过调控表型变异分布影响竞争缓解效率。

3.4 时间动态
尽管间伐暂时逆转年龄相关的枝条缩短趋势，但3年后所有处理均恢复下降轨迹，而叶生物量持续响应气候改善，凸显环境对光合组织的直接调控。

该研究首次揭示地中海松树分枝模块的强自主响应能力，突破传统水分限制下低自主性的理论预期。实践层面，聚集间伐通过促进冠内互补性实现与规则间伐等效的生产力，为兼顾生态复杂性和操作可行性的新型间伐模式提供依据。理论层面，研究修正了竞争环境下资源分配的"管道模型"（pipe model）适用性，强调架构可塑性应纳入森林生长模型。未来研究需结合长期观测，解析冠层动态与生态系统功能的耦合机制。