《Dendrochronologia》：Warming drives non-stationary climate-growth relationships and differential drought sensitivity in Mediterranean pines
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本研究针对气候变暖背景下地中海森林树木生长响应机制不明确的问题，通过树轮生态学方法分析葡萄牙两种松树(Pinus pinea和P. pinaster)在Csb和Csa两种地中海气候下的生长动态。研究发现1970年代后升温趋势导致物种特异性响应：在湿润地区，速生P. pinaster生长增强，而早生适应型P. pinea生长下降，表明传统树种抗旱性认知需重新评估。该成果对预测气候变化下森林动态及制定适应性管理策略具有重要意义。
随着全球变暖趋势的加剧，地中海地区正经历着前所未有的气候转变——温度上升速度远超降水增加幅度，导致干旱事件愈发频繁和严重。这片以温和湿润冬季、炎热干燥夏季为特征的土地，其森林生态系统面临着严峻挑战。树木生长受限、死亡率上升、病虫害易感性增强，以及森林生态系统服务功能衰退等问题日益凸显。传统观点认为，树木生长与气候的关系是相对稳定的，但近年来的证据开始挑战这一认知框架。特别是在1970年代后出现的显著升温趋势，是否改变了地中海树木对干旱的响应方式？这一科学问题的解答，对于准确预测未来森林动态、制定有效的保护和经营策略至关重要。
葡萄牙作为地中海盆地西缘的重要区域，其南北气候差异为研究这一问题提供了天然实验室。北部塔霍河以北地区属于暖夏地中海气候(Csb)，相对湿润；而南部则属于热夏地中海气候(Csa)，更加干旱炎热。在这片土地上，两种具有不同生存策略的松树——采用等水型策略的速生树种Pinus pinaster和采用非等水型策略的慢生树种Pinus pinea——为我们理解树木如何应对气候变化提供了独特视角。
本研究发表在《Dendrochronologia》上，研究人员通过树轮生态学技术，分析了这两种松树在葡萄牙南北两个典型地中海气候区的生长响应。他们采集树木年轮样本，建立树轮宽度年表，使用滑动窗口相关分析法检测气候-生长关系的时间变化，并比较1970年代升温趋势前后两个时期的生长差异。通过自校准帕尔默干旱严重指数(scPDSI)评估树木对水分胁迫的敏感性，运用线性模型分析站点、时期及其交互作用对树木生长的影响。
3.1. 气候演变
研究显示，两个站点均出现显著升温趋势，特别是1970年代后。北部站点年均温度从前期(1901-1969)的较低水平升至16.8±0.06°C，南部升至17.3±0.06°C。尽管降水没有显著线性趋势，但南北差异持续存在，北部年降水量(789±18.9mm)显著高于南部(615±18.9mm)。干旱指数(scPDSI)在两个站点均显著下降，表明1970年代后干旱化趋势明显。
3.2. 气候-生长关系的非平稳性
温度-生长关系表现出明显的非平稳特征。在南部站点，两种树种与7月温度的负相关性近期更加显著，P. pinea与1月温度的正相关性也更加一致。在北部站点，P. pinaster在生长季温度(特别是3月和6月)的显著负相关在1970年代后变得不显著。两个树种对水分相关变量(降水和干旱)的依赖性增强，表明在变暖条件下水分可利用性已成为主要气候驱动因子。
3.3. 树木生长和干旱敏感性时期比较
基于样本信号强度(SSS)分析，确定1955年为时期1的起始年(1955-1969)，时期2为1970年之后。P. pinaster的平均树轮指数(TRI)从时期1的0.972±0.018显著增加至时期2的1.015±0.017，但这种增加存在站点差异，在北部站点更加明显。相反，P. pinea在南部站点的平均TRI从时期1的1.068±0.016显著下降至时期2的0.985±0.016。两个树种对scPDSI均呈现正响应，但时期间干旱敏感性没有显著差异。
研究结论表明，气候变暖导致地中海松树的气候-生长关系发生非平稳性转变，水分可利用性成为主导生长的主要因素。令人意外的是，传统认为更具抗旱性的P. pinea在干旱的南部地区生长下降，而P. pinaster在湿润的北部站点生长增强，这一发现挑战了对这两个树种气候适应能力的传统认知。虽然非平稳性没有增加对水分可利用性的敏感性，但两种树种未来的干旱恢复能力将取决于干旱事件的强度、持续时间、频率以及对当地水分状况的影响。
这项研究的深刻意义在于揭示了非平稳性分析在树木年轮研究中的重要性。忽视气候-生长关系的时间动态变化，可能导致对物种抗旱能力的高估或低估，进而影响森林管理决策的科学性。特别是在气候变化加剧的背景下，准确理解树木的响应机制对于地中海地区乃至全球干旱敏感生态系统的保护与恢复具有重要指导价值。该研究为发展更加精准的森林动态预测模型提供了科学依据，也为制定适应气候变化的森林经营策略奠定了理论基础。
