我組在溫帶森林動(dòng)態(tài)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制方面取得新進(jìn)展
實(shí)現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)條件下接近自然狀態(tài)的森林,即"近自然林業(yè)"。其基本思想視森林為持續(xù)的、多樣性的和動(dòng)態(tài)的生態(tài)系統(tǒng),通常實(shí)現(xiàn)途徑是將人工純林改建為混交異齡林,使闊葉林形成多樹種復(fù)層異齡林,而林齡對(duì)天然林異齡混交林動(dòng)態(tài)變化的影響過程和機(jī)制還不清楚。在區(qū)域尺度上,林齡和土壤養(yǎng)分可以直接影響樹木生長(zhǎng)、更新和死亡。同時(shí),二者可以通過改變物種多樣性,樹種組成和植被綠量(vegetation quantity)來間接影響這三個(gè)過程。目前,學(xué)者對(duì)多重生物和非生物因子如何通過不同路徑影響森林動(dòng)態(tài)(demographic processes)的機(jī)制還缺乏深入了解。
鑒于此,我組原作強(qiáng)副研究員及其合作者,基于長(zhǎng)白山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)4種主要森林類型(次生楊樺林、闊葉紅松林、暗針葉林和落葉松林),37.8公頃樣地內(nèi)近93,000棵個(gè)體5~10年的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),整合分析了林齡和土壤肥力對(duì)樹木生長(zhǎng)、更新和死亡的直接影響,及其通過影響植物多樣性、群落性狀組成和植被綠量的間接影響,確定了樹木死亡而非生長(zhǎng)是決定區(qū)域森林生物量動(dòng)態(tài)的主導(dǎo)因素(圖1),發(fā)現(xiàn)了樹木生長(zhǎng)和死亡速率隨林齡增長(zhǎng)而降低,但隨土壤肥力增加而升高;闡明了樹木生長(zhǎng)、更新和死亡三個(gè)過程的主要驅(qū)動(dòng)力:高植被綠量促進(jìn)樹木生長(zhǎng)、植物多樣性促進(jìn)森林樹木更新和資源獲取型樹種主導(dǎo)的群落會(huì)增加死亡率(圖2)。該結(jié)果可以為溫帶森林動(dòng)態(tài)模型提供森林群落發(fā)生、發(fā)展過程、變化的速度和機(jī)理等關(guān)鍵參數(shù)。
相關(guān)研究結(jié)果以"Multiple abiotic and biotic pathways shape biomass demographic processes in temperate forests"為題發(fā)表于Ecology雜志(doi: 10.1002/ecy.2650),這是繼2015, 2016年后,我組再次在該期刊上發(fā)表長(zhǎng)白山溫帶森林相關(guān)研究成果。原作強(qiáng)副研究員為第一作者,郝占慶研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院B類先導(dǎo)專項(xiàng)和青促會(huì)的支持。
圖1.多重生物和非生物因子影響溫帶森林樹木地上生物量生長(zhǎng)(a)、更新(b)、死亡(c)和凈變化量(d)的直接和間接影響
圖2.多個(gè)驅(qū)動(dòng)力對(duì)樹木生長(zhǎng)、更新和死亡的相對(duì)影響(填充的直方圖表示該因子的直接影響,帶斜紋的直方圖表示其間接作用)
附件下載: