《Trees》：Heavy thinning from above affects growth and coarse root-stem allometry of mature Scots pine (Pinus sylvestris L.) and sessile oak (Quercus petraea (Matt.) Liebl.) in monospecific and mixed-species stands
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本研究针对气候变化下森林稳定性挑战，通过强度上层疏伐实验，揭示了欧洲赤松(Pinus sylvestris L.)和无梗花栎(Quercus petraea (Matt.) Liebl.)在纯林与混交林中根茎生物量分配规律。研究发现疏伐显著促进茎干和粗根生长（茎增量提升26-61%，根增量提升2-77%），并诱导树种特异性异速生长响应：赤松主要受疏伐强度(ΔSDI)驱动，而栎类更易受水分条件(SPEI6)调控。该研究为适应性森林经营提供了关键理论依据。
随着全球气候变暖加剧，中欧地区森林正面临日益频繁的极端干旱事件威胁。温度升高、生长季延长虽可能促进树木生长，但热浪和干旱的叠加效应显著增加了森林退化风险。在此背景下，如何通过科学经营提升人工林的气候韧性成为生态学家和林业工作者关注的焦点。欧洲赤松和无梗花栎作为中欧地区广泛分布的重要用材树种，其组成的混交林被认为对未来气候变化具有较强适应潜力。然而，关于强度疏伐如何调控这两种树种地下与地上部分协同生长关系的机制尚不明确。
为探究这一问题，德国慕尼黑工业大学的Matthias Ulbricht研究团队在《Trees》期刊发表了最新研究成果。他们在巴伐利亚州的Baunach和Triesdorf两个试验点建立了长期观测样地，设计了包括纯林与混交林、疏伐与未疏伐的8种处理组合（PPU/PPT/PMU/PMT/OPU/OPT/OMU/OMT），通过对80株样本树进行连续10年（2013-2022）的树干解析和粗根钻芯采样，结合标准化降水蒸散指数(SPEI)和林分密度指数(SDI)等环境因子监测，系统揭示了强度上层疏伐对树木生长的影响机制。
研究采用树干解析法和粗根钻芯技术获取径向生长数据，通过建立线性混合效应模型分析疏伐处理、林分类型与气候因子的交互作用。关键创新点在于引入局部SDI算法，以单木为中心构建竞争半径（树高一半范围），精确量化疏伐前后竞争压力变化(ΔSDI)。同时采用生长趋势归一化法，消除处理前生长差异对结果的影响。
疏伐对茎干生长的促进作用
研究显示，疏伐后两种树种茎干径向生长均显著提升，但响应时序存在差异。无梗花栎在疏伐次年（2018）即表现出26-48%的生长增益，呈现快速响应特征；而欧洲赤松则出现1年滞后期，至2020年后才表现出52-61%的显著增长。这种差异与树种生理特性相关：栎树能快速将释放的资源分配给新生组织，而赤松因维持多龄级针叶需要优先满足代谢需求。混交林中，赤松受栎树竞争抑制更明显，其疏伐效应强度（PMT比PMU增长52%）显著高于纯林（PPT比PPU增长61%）。
粗根生长的异步响应模式
粗根对疏伐的响应较茎干更为复杂。无梗花栎在混交疏伐林(OMT)中粗根增量最高（较未疏伐增长77%），表现为持续投资策略；而赤松在纯林疏伐(PPT)中响应最强（增长46%），但在混交林中响应延迟至第4-5年。值得注意的是，疏伐后赤松粗根-茎干增量比呈现上升趋势，表明其通过增加地下部分投资来应对冠层蒸腾需求增加。
根茎异速生长的环境驱动机制
通过双对数模型（log(droot) = a + b × log(dstem)）分析发现，赤松的异速生长指数主要受ΔSDI调控（bPPT=2.38, bPMT=2.97），而栎类则对SPEI6更敏感（bOPT=4.77, bOMT=6.51）。在干旱年份（如2018年SPEI6=-2.33），栎类通过提高异速因子a值（OPU=-7.72）维持根系功能，而赤松则通过调整指数b值优化分配策略。这种差异反映了两树种不同的适应策略：赤松偏向结构性稳定，栎类更具生理可塑性。
管理启示与生态意义
该研究证实强度上层疏伐能通过改变资源分配格局提升林木抗逆性。对于赤松主导林分，建议采用中度以上疏伐（ΔSDI>40%）以快速释放生长潜力；而栎类混交林则可结合水分条件灵活调整疏伐强度，在干旱期通过适当疏伐降低竞争压力。研究提出的局部SDI算法为精准量化单木竞争提供了新方法，而根茎异速生长模型为预测森林碳分配对气候变化的响应提供了理论框架。这些发现对优化中欧地区人工林经营策略、增强森林气候韧性具有重要指导价值。
