竞争作为土耳其橡树（Quercus cerris L.）森林干旱后径向生长恢复差异的驱动因素：一种基于LiDAR和树木年轮学的方法 Radenko Ponjarac, Milutin ?ilas 和 Dejan B. Stojanovi?

《Forests》：Competition Release as a Driver of Divergent Post-Drought Radial Growth Recovery in Turkey Oak (Quercus cerris L.) Forests: A LiDAR–Dendrochronological Approach Radenko Ponjarac, Milutin ?ilas and Dejan B. Stojanovi?

　　

摘要

极端干旱事件正在逐渐破坏欧洲低地的橡树林，然而林内树木对干旱影响的响应差异仍缺乏充分研究。本研究结合了无人机激光雷达（UAV-LiDAR）进行的树冠结构分析以及68年的树木年轮记录（1952–2019年），来探讨2012年土耳其橡树（Quercus cerris L.）在塞尔维亚北部沃伊沃迪纳地区的不同径向生长反应。2024年春季使用Wingtra Gen II激光雷达（海拔90米）对90棵树上的180个年轮样本进行了扫描，将这些样本分为两个结构区域：结构保持完整的区域（PS；林间空隙比例≤10%）和结构受损的区域（DS；林间空隙比例>10%）。通过修改后的负指数函数建立了年轮宽度指数（RWI）时间序列，并利用包含AR(1)时间自相关的线性混合效应模型（LMMs）进行分析。针对每棵树计算了Lloret恢复力指数（参考窗口为七年），并通过Mann–Whitney U检验（采用Bonferroni校正方法）比较了两个区域之间的差异。主要发现是，在所有四个实验地块中，区域与时间之间存在统计学上的显著交互作用（p = 0.0009–0.033）：DS区域的树木在干旱后表现出明显的年轮宽度指数增加（平均增加0.22–0.36单位；t检验 p < 0.0001），而PS区域的树木在干旱后没有显著变化（p = 0.147–0.258）。综合分析显示，DS区域的树木恢复能力（Rt）显著更强（DS中位数 = 1.693，PS中位数 = 1.237；U = 1633，p < 0.0001，r = 0.532）和恢复力（Rs）也更强（DS = 1.232，PS = 0.932；U = 1574，p < 0.0001，r = 0.482），而抗旱性（Rc）在两个区域之间没有差异（p = 0.569），这表明DS区域的树木虽然同样容易受到干旱影响，但其恢复能力更强。Rc在两个区域之间的相似性表明，干旱后的不同恢复轨迹不能归因于耐旱性的差异，而是反映了干旱后期间特有的结构机制。这些结果与“竞争释放”机制一致：DS区域由于干旱导致的林间空隙形成减少了树木之间的竞争，从而加速了树木的径向生长恢复。