野火后成熟树木生理活性峰值延迟对资源获取的影响及其与地下功能的关联机制

这篇综述通过连续监测树木水分流动（sap flux）和土壤CO2释放（soil respiration），揭示了混合强度野火后成熟黄松（Pinus ponderosa）的生理恢复机制。研究发现，即使冠层和茎干受损达85%的树木在火灾后第二个生长季仍能恢复功能，但其水分吸收峰值延迟与夏季干旱重叠，可能导致资源获取效率降低。研究强调需结合地下根系和微生物损伤评估，以更准确预测树木恢复潜力及碳固存动态。

　　

季节性树木水分流动的野火后差异

研究首次在成熟黄松中系统监测野火后的液流动态（sap flux），发现低度（50%-65%损伤）与中度（70%-85%损伤）燃烧树木的水分吸收模式显著不同。低度损伤树木在春季水分充足时迅速达到峰值液流，而中度损伤树木因叶片重建延迟，峰值液流推迟至夏季干旱期，导致其生理活性与最佳环境条件错配。值得注意的是，液流密度在8月的中度损伤树木中甚至超过火灾前水平，但伴随更高的水分利用风险。

地下资源可用性的连锁效应

土壤CO₂通量（soil respiration）在低度燃烧区域（2.51 μmol·m^?2·s^?1）是重度燃烧区的两倍，表明地下生物活性与火灾强度负相关。微生物生物量氮（MBN）与土壤呼吸显著正相关，但微生物碳氮比（MBC/MBN）升高时，呼吸速率对数下降，暗示氮限制可能抑制碳循环。此外，细根密度随火灾损伤加剧而降低，而铵盐（NH₄⁺）在6月浓度（13.28 g·m^?2）显著高于10月（4.16 g·m^?2），凸显季节性养分供需失衡风险。

叶片水势与损伤程度的非线性关系

中度损伤树木在6月表现出保守的 midday 叶片水势（~-0.5 MPa），反映气孔调节以减少水分应激；但至10月，其水势普遍低于未燃烧树木，印证了延迟的生理活动持续至旱季末。这种反常的“延后活跃”策略可能增加碳饥饿风险，尤其当土壤氮库因微生物恢复滞后而衰竭时。

重度燃烧区的不可逆损伤

冠层损伤>90%的树木全部死亡，其土壤因有机层燃烧残留矿质层而长期保持较高湿度（峰值30%体积含水量），但微生物生物量碳（MBC）仅达未燃烧区的50%（574 vs. 295 g·m^?2），且细根生物量锐减80%，形成“高水-低生物活性”的异常状态。

结论与未来方向

研究提出85%冠层损伤可能是黄松存活阈值，与巨型红杉观测一致。未来需整合非结构性碳水化合物（NSC）与水力性状数据，并解析微生物群落重构对养分周转的调控机制，以完善火灾后森林碳恢复模型。