北方針葉林是地球上最大的生物群落之一,也是對氣候變化較為敏感的生態系統之一。中亞地區是北方針葉林的重要分布區域之一,該地區的森林生態系統在生物多樣性保護和區域經濟發展中發揮著重要作用,然而,以往對阿爾泰山森林生態系統的研究主要局限于局部范圍,缺乏跨越緯度梯度的大規模研究。因此,研究全球變化背景下中亞地區北方森林生長動態的潛在變化具有重要意義。
中國科學院華南植物園生態中心碩士研究生康劍在研究員黃建國的指導下,建立了西伯利亞落葉松(Larix sibirica Ledeb.)和西伯利亞松(Pinus sibirica Du Tour .)的34個樹輪年表網絡,進而分析了樹木徑向生長的空間格局、主要限制氣候因子以及與大尺度氣候環流之間的關系。研究發現,該地區樹輪年表具有明顯的聚類格局,樹輪年表可分為東北區和西南區2個區域。區域氣候與區域年表的Bootstrap相關分析表明,兩個地區的樹木徑向生長均與夏季氣溫(6月和7月)呈正相關。東北地區樹木徑向生長與早春降水和春季PDSI呈顯著正相關,而西南地區則與夏季降水和夏季PDSI呈顯著負相關。暖池厄爾尼諾(WP ENSO)和北大西洋濤動(NAO)通過對區域降水和溫度的影響調節樹木徑向生長。
研究表明,6-7月溫度是中亞阿爾泰山樹木徑向生長的主要影響因子。研究區的徑向生長空間格局主要是水分影響造成的,其中,東北地區水分對徑向生長有促進作用,而西南地區水分過量對徑向生長有抑制作用。通過對全球氣候環流與樹木徑向生長的相關性分析,確定了大尺度環流通過影響區域氣候間接影響樹木徑向生長。未來,如果氣候繼續變暖,大尺度氣候環流模式將會改變,在研究區東北區域,水分可能進一步減少,而在西南地區則可能增加,這種變化可能在未來造成整個森林生態系統的退化。該有助于進一步了解影響北方針葉林樹木徑向生長的氣候因子,為中亞地區森林經營和生態恢復提供科學依據。
相關研究結果發表在Agricultural and Forest Meteorology上。研究工作得到國家自然科學基金的資助。
當年6月NAO、6-8月Nwp與區域年表的相關
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