半干旱山地森林松树生长依赖快速循环碳的树轮Δ14C与δ13C证据

来自北美洲西部的研究人员通过分析松树早期木质部的树轮纤维素Δ14C和δ13C，揭示了半干旱山地森林中松树生长对快速循环碳的依赖机制。研究发现，犹他州黄松仅利用当年光合产物构建树轮，而干旱区松树则可能调用前一年50%的光合碳储备。该成果为树轮气候重建中同位素信号的季节性滞后效应提供了关键证据，对理解碳分配策略及气候变化响应具有重要意义。

　　

树木体内储存着大量非结构性碳水化合物（NSC），部分碳库年龄甚至超过10年。这些"陈年碳源"如何参与木质部生长？这个问题直接关系到树轮稳定同位素（δ¹³C和Δ¹⁴C）气候重建的准确性。科研团队巧妙利用1966-1980年大气核爆试验产生的放射性碳脉冲（bomb pulse）作为天然示踪剂，对北美西部山地两种松树的早材纤维素展开精密分析。

犹他州黄松的纤维素Δ¹⁴C曲线与大气¹⁴CO₂浓度高度吻合，证明其完全依赖当年生长季新固定的碳源。而在更干旱的亚利桑那松样本中，纤维素Δ¹⁴C值显示高达50%的构建碳来自前一年的光合产物。δ¹³C时间序列与干旱指数的相关性验证了这一发现，揭示出半干旱针叶林的树轮同位素信号可能携带前1-2个生长季的气候记忆。这项研究首次量化了干旱胁迫下树木调用"跨年碳储备"的比例，为树轮气候学的信号解译提供了重要校正参数。