伊朗扎格罗斯山脉波斯栎亚年轮气候响应研究：区域气候印记强于微气候与海拔影响

本研究针对伊朗扎格罗斯山脉半干旱区波斯栎（Quercus brantii Lindl.）林开展多站点、多海拔梯度的树轮气候学研究，通过分离早材（EWW）与晚材（LWW）宽度，揭示冬季降水是限制树木生长的关键因子，而升温与干旱事件频率增加显著加剧了栎林衰退。研究成果为区域森林管理与气候变化适应策略提供了科学依据，发表于《Trees》。

　　

在全球气候变化背景下，山地生态系统因其高度敏感性而备受关注。位于西亚半干旱带的伊朗扎格罗斯山脉，作为区域重要的水源地和生物多样性热点，正面临着严峻的气候挑战。近五十年来，该地区气温以两倍于全球平均水平的速度上升，年降水量却显著减少，导致极端干旱事件频发。波斯栎（Quercus brantii Lindl.）作为当地优势树种，在维持土壤稳定、水源涵养和生态平衡方面发挥着关键作用，但近年来大规模栎林衰退现象日益严重，仅过去几十年就有约150万公顷林地受到影响。这一趋势不仅威胁森林健康，还可能加剧土壤侵蚀、荒漠化和水资源短缺，对周边半干旱地区的社会经济和生态环境造成深远影响。

为深入理解波斯栎对气候变化的响应机制，由德国埃尔朗根-纽伦堡大学地理研究所Mohsen Arsalani领衔的研究团队，在扎格罗斯山脉沿湿度和海拔梯度选取9个采样点，开展了首项综合树轮气候学分析。研究不仅测量了总轮宽（TRW），还分别量化了早材宽度（EWW）和晚材宽度（LWW），以亚年分辨率解析气候对树木生长的季节性影响。相关成果发表在《Trees》上，为区域森林管理提供了重要科学依据。

研究团队运用了多项关键技术方法：在海拔700-2300米范围内采集372个树芯样本，使用LINTAB 6测量系统精确测定TRW、EWW和LWW；通过COFECHA和TSAP-Win进行交叉定年与标准化处理，建立标准年表；利用Pearson相关分析和主成分分析（PCA）评估生长参数与气候因子的关系；结合月度气象数据（降水、T_max、T_mean、T_min）和干旱指数（SPEI、scPDSI），分析气候生长响应；并通过空间相关分析揭示大尺度气候信号与遥相关模式（如NAO、SOI、Ni?o 3.4 SSTs）的影响。

研究结果丰富揭示了波斯栎的生长特性与气候驱动机制：

年表特征与极端事件：所构建的9个站点TRW、EWW和LWW年表均显示出高度一致性，记录了1847、2008等多个共同极端低生长事件。近百年（1922-2022年）极端事件频率较早期（1822-1922年）增加三倍以上，且近年干旱后树木恢复能力下降，反映气候压力加剧。

生长参数间相关性：LWW与TRW的相关性高于EWW，印证了晚材在年轮构成中的主导作用。所有站点年表间显著相关，表明区域气候信号强于局部环境差异。

降水与温度的差异化影响：冬季降水（上年12月至当年3月）对TRW、EWW和LWW均呈强正相关，尤其EWW对1-3月降水响应更敏感；而T_max和T_mean则呈现一致负效应，其中EWW受冬季高温的负面影响最强，印证了升温加剧水分胁迫。

干旱指数的显著关联：SPEI-04、SPEI-07和SPEI-12与所有生长参数均正相关，证实季节性干旱对树木生长的制约，且干旱影响可延续至后续生长季。空间相关分析进一步显示，中南部干旱信号更强，与该地区较干燥条件一致。

大尺度气候驱动：区域年表与NAO、Ni?o 3.4 SSTs正相关，与SOI负相关，表明大西洋和太平洋遥相关模式通过调控冬季水汽输送影响区域气候。

研究结论强调，扎格罗斯山脉波斯栎生长主要受大尺度气候因子控制，尤其是冬季降水和温度，而微气候和海拔梯度的影响相对较弱。频发的极端干旱事件已严重削弱树木恢复力，威胁森林生态系统稳定。研究建议通过流域管理策略增强土壤蓄水能力，以提升波斯栎林对未来气候变化的适应力。该研究不仅深化了对半干旱区树木气候响应机制的理解，也为区域森林保护与可持续发展提供了关键科学支撑。