四种松树对疏伐的适应性响应：水分和热胁迫下的生长敏感性研究

为解决地中海地区人工林在气候变化下的适应性管理问题，研究人员针对西班牙广泛种植的四种松树（Pinus halepensis、P. pinaster、P. nigra和P. sylvestris）开展疏伐对径向生长及气候胁迫敏感性的影响研究。通过19个试验点的树轮数据结合季节性气候指数（SPEI、STIspr、STIsum、STIaut），发现疏伐显著提升树木生长8-20年，并增强其对水分和温度异常的响应，但物种间存在显著差异。该研究为气候变化下人工林的精准管理提供了物种特异性策略依据。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，地中海地区季节性干旱和极端高温事件频发，对森林生态系统构成严峻挑战。疏伐（Thinning）作为重要的适应性管理措施，虽已知能缓解水分竞争，但其对不同树种生长动态的长期影响及其与季节性气候胁迫的交互作用仍不明确。西班牙荒漠化研究中心（Centro de Investigaciones sobre Desertificación, CIDE）联合多家机构的研究团队，针对地中海地区四种主要造林松树——抗旱性强的阿勒颇松（Pinus halepensis）和海岸松（P. pinaster），以及中生环境的黑松（P. nigra）和欧洲赤松（P. sylvestris），开展了一项跨越19个试验点的大规模研究。

研究团队采用树轮气候学（Dendrochronology）方法，采集732株健康优势木的1,464个树芯样本，将径向生长转换为更符合生物学意义的断面积增量（Basal Area Increment, BAI）。通过标准化降水蒸散指数（SPEI）和季节性温度指数（STI_spr/_sum/_aut）量化气候胁迫，并创新性地使用贝叶斯层次模型（Bayesian Hierarchical Model, BHM）分析物种、疏伐强度与气候因子的高阶交互作用。该成果发表于农林气象学顶级期刊《Agricultural and Forest Meteorology》。

关键技术包括：1）基于高分辨率（1.1 km²）西班牙网格气候数据构建季节性气候指数；2）通过最优时间窗口筛选确定各站点气候因子的关键作用时段；3）采用Gamma分布对数链接的BHM模型，整合个体随机效应和时序自相关；4）通过条件预测序数（CPO）和Watanabe-Akaike信息准则（WAIC）验证模型性能。

研究结果

3.1 生长序列特征

BAI分析显示疏伐显著提升所有物种生长，其中阿勒颇松对重度疏伐响应最强（增长160-200%），而欧洲赤松和黑松增幅较低（50-75%）。中生树种整体生长速率（5.6-7.9 cm² yr^-1）高于旱生树种（3.4-4.3 cm² yr^-1）。

3.2 气候-生长关系建模

SPEI最佳时间尺度为6-15个月（中位数11个月），反映长期水分累积效应；而温度指数（STI）作用窗口更短（1-2个月）。阿勒颇松和海岸松对春季温度（STI_spr）响应显著，而黑松和欧洲赤松更依赖水分供应。

3.3 疏伐与气候交互作用

疏伐使阿勒颇松和欧洲赤松对水分（SPEI）敏感性增强，但削弱了旱生树种对春季增温的响应。所有物种在疏伐后夏季高温（STI_sum）的负面效应加剧，其中中生树种新出现显著负响应。

3.4 疏伐效应持续时间

模拟显示疏伐效应衰减速率具物种特异性：黑松持续最长（20年），海岸松最短（8年），符合其生态策略——先锋树种快速占据资源，而耐荫树种维持长期竞争优势。

结论与意义

该研究首次系统揭示了地中海松树对疏伐的差异化响应机制：旱生树种通过高塑性快速利用资源脉冲，而中生树种依赖稳定资源分配。疏伐在缓解水分限制的同时，可能加剧夏季高温对中生树种的胁迫，这一发现对管理策略具有警示意义。实践上，建议对阿勒颇松等旱生树种采用高强度低频次疏伐，而欧洲赤松等需配合遮荫保留以缓冲热应激。理论层面，研究建立了气候-管理-生长响应的定量框架，为全球变化下人工林适应性管理提供了范式。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献支持内容；专业术语首次出现均标注英文，模型缩写保留原文格式；机构名称按国内惯例翻译；研究结论均引用自原文图表及讨论部分）