我組在沙地樟子松人工林衰退機(jī)制方面取得新進(jìn)展
沙地樟子松較老齡人工林出現(xiàn)衰退的現(xiàn)象與其原產(chǎn)地形成鮮明對比,在大興安嶺紅花爾基地區(qū)的天然林中,樹齡達(dá)300年以上的個體依然能健康生長?;诖?,我們開展了原產(chǎn)地和引種地環(huán)境條件下不同年齡沙地樟子松的生理生態(tài)對比研究。重點(diǎn)從樹木水分生理和光合生理耦合的角度入手,分析了沙地樟子松在人工林條件下衰退死亡的生理生態(tài)機(jī)制。結(jié)果表明,除幼樹以外,與天然林相比人工林樟子松枝條水力導(dǎo)度顯著較低,并且松隨著樹齡的增大木質(zhì)部導(dǎo)水率顯著下降,而天然林中該趨勢不顯著(圖1)。人工林樟子松越冬過程中木質(zhì)部栓塞程度顯著高于天然林個體,且在樹齡較大的個體中表現(xiàn)出更顯著的干旱脅迫特征,人工林樟子松通過降低葉片的相對面積來緩解更嚴(yán)重的水分虧缺,然而在干旱脅迫較長期存在的環(huán)境中,該調(diào)整最終可導(dǎo)致樹木的碳收支失衡,限制了人工林樟子松的生長(圖2),同時也增加了其衰退死亡的風(fēng)險。這項研究表明樹木水力結(jié)構(gòu)與水分受限環(huán)境中沙地樟子松人工林的衰退具有密切的關(guān)聯(lián),該研究結(jié)果將為較干旱氣候條件下樟子松林人工林可持續(xù)經(jīng)營提供較重要的基礎(chǔ)理論依據(jù)。
上述結(jié)果以Hydraulics play an important role in causing low growth rate and dieback of aging Pinussylvestris var. mongolica trees in plantations of Northeast China為題發(fā)表在Plant, Cell and Environment雜志。植物生理生態(tài)組畢業(yè)博士劉艷艷為第一作者,郝廣友研究員為通訊作者,次生林組朱教君研究員、遼寧固沙造林研究所和內(nèi)蒙古大興安嶺林業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所相關(guān)科研人員為共同作者。該研究得到了中國科學(xué)院"百人計劃"、國家自然基金委優(yōu)秀青年基金(31722013)、中國科學(xué)院前沿重點(diǎn)研究項目(QYZDJ-SSW-DQC027)等的支持。

圖1. 人工林與天然林中不同胸徑大小的沙地樟子松枝條的邊材比導(dǎo)率(Ks)和葉比導(dǎo)率(Kl)。

圖2. 人工林與天然林沙地樟子松胸高斷面積增長量(BAI)隨胸徑(DBH)的變化趨勢,顯示人工林個體的樹莖生長速率(直線斜率)顯著低于天然林個體。
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