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北京西山老龄树记载的森林干扰历史
植物生态学报
2024, 48 (3):
341-348.
DOI: 10.17521/cjpe.2023.0173
老龄树不仅记载着气候与环境的变化信息, 同时也见证了社会的变迁历史。了解老龄树的生长变化和干扰历史对准确评估全球变暖背景下老龄树的健康并为其制定合理的保护计划具有现实的意义。该研究利用树木年轮生态学方法分析了北京西山地区油松(Pinus tabuliformis)的干扰历史及其原因。结果发现: 在1820-2021年间, 该地区油松生长释放的高峰期主要是5个, 分别是1820-1830、1869-1881、1909-1918、1947-1959和2004-2010年间。树木生长抑制事件多集中在1831-1837、1855-1868、1882-1891、1920-1930、1960-1970和1980-1986年间。该地区油松生长与气候因素的响应分析以及相关的历史资料显示, 干旱事件及随后的气候条件好转是导致该地区森林生长抑制及释放事件的重要原因。进一步研究发现, 老龄树在1840年前的平均径向生长速率可达到2.70 mm·a-1, 随后出现生长速率逐渐下降的趋势; 1980年以后出现明显生长抑制现象, 年平均径向生长速率下降到0.38 mm·a-1, 下降幅度达85%。1965年后生长速率和气温出现了更强的负相关关系, 生长速率和帕尔默干旱指数(PDSI)出现了显著的正相关关系。以上结果表明, 1980年后北京地区加剧的暖干化趋势对该地区老龄树的生长产生负面影响。该研究结果有助于认识北京地区历史时期森林干扰发生的规律, 对准确评估气候变化背景下老龄树的健康状况具有重要意义。 ![]() View image in article
图1
北京气象站1952-2020年间的气象资料。P, 降水量; PDSI, 帕尔默干旱指数; T, 平均气温。
正文中引用本图/表的段落
北京市地处华北平原北部, 平均海拔为43.5 m, 地势西北高东南低, 属于典型的暖温带半湿润大陆性季风气候, 植被类型以温带阔叶林为主。根据北京气象站1952-2020年间的气候数据统计, 该地年平均气温约为12.2 ℃, 最高气温出现在7月, 7月平均气温约为26.3 ℃; 最低气温出现在1月, 1月平均气温约-3.9 ℃。年降水量约590 mm, 主要集中在7、8月, 期间降水总量占年降水量的60%以上(图1)。
全球变暖造成的干旱胁迫加剧可能是北京地区树木在1960-1970和1980-1986年间出现长期生长抑制的主要原因。根据北京气象站数据, 该地区的年平均气温由60年前的10.8 ℃上升至现在的13.2 ℃, 以平均每10年0.41 ℃的速度上升。同期内降水量由原来的780 mm下降至530 mm, 平均每10年的下降幅度约为5.64%, 这些结果说明北京地区气候有明显暖干化趋势(图1)。关于该区域植被生长的研究发现由于水分缺乏引起的干旱胁迫显著限制了植被的生长(Zhang et al., 2014)。暖干化气候条件已导致树木生长在1960年以来出现明显抑制, 1980年以来年平均径向生长速率下降到0.38 mm·a-1, 下降幅度达85%。另外, 随着1980年以来北京城市化的快速发展, 森林公园建设的地面铺砌和游客等干扰因素引起的土壤压实会减少土壤水分的储存从而影响树木生长。人类活动造成的森林破碎化也对老龄树的生长不利, 因为它增加了老龄树暴露于强烈阳光和蒸发的风险。以上结果表明, 在经历频繁的干扰后, 老龄树通过降低其生长速率来适应目前的环境, 但是如果外部干扰强度在未来增加, 可能会进一步对该地区老龄树的生长产生负面影响。
本文的其它图/表
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