优化林木密度可增强刺槐人工林的树木韧性

《European Journal of Forest Research》：Optimizing stand density enhances tree resilience in Robinia pseudoacacia L. plantations

　　

摘要

调节林分密度是通过优化资源利用效率和改善微气候条件来维持干旱期间人工林稳定性的有效措施之一。然而，在干旱频发且强度加剧的背景下，何种最优林分密度能够提高树木的耐旱性仍不明确。为探讨林分密度如何调控树木的干旱响应，我们在中国黄土高原——一个典型的干旱生态系统——的干旱至半干旱区域，选取了五个以刺槐（Robinia pseudoacacia L.）为主要树种的人工林，沿树木密度梯度（1000、1300、1600、2000和2300株/ha）对113株树木进行了测量，并构建了树木年轮时间序列。利用基面积生长量，我们计算了2019年中等强度干旱事件的三个指标：抵抗性、恢复性和韧性。通过结合线性混合效应模型和偏最小二乘路径分析，探讨了影响树木干旱响应的关键因素。研究结果表明，帕默尔干旱严重度指数（一项综合反映累积土壤水分可利用性的指标，2019年的值为?2.36）是所有五个林分密度下刺槐生长的主要气候限制因子。我们发现，刺槐的韧性随林分密度变化而变化，其中密度为1600株/ha时韧性最高，其次是1300株/ha和2300株/ha。种内竞争对刺槐的抵抗性和韧性具有促进作用，分别解释了50.9%和58.7%的方差变异。恢复性主要由树木大小促进，解释了53.1%的方差变异。这些发现表明，较低的林分密度并不一定意味着更强的耐旱性。相反，存在一个最优林分密度——在本研究中为1600株/ha——在此密度下观察到最大耐旱性，这可能是由于种内竞争与资源利用效率之间的有利平衡所致。