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广西红锥人工林径向生长的季节格局及其对气候因子的响应
植物生态学报
2024, 48 (8):
1021-1034.
DOI: 10.17521/cjpe.2023.0192
树干径向生长量(GROrate)和水分亏缺量(TWD)是树木响应环境因子的重要表征, 分别受不同环境因子的影响, 对环境因子的响应也不同。研究径向变化动态及其对环境因子的响应关系, 对了解树木生长和生理特性应对气候变化具有重要意义。该研究利用高分辨率径向变化记录仪, 连续记录2018-2020年红锥(Castanopsis hystrix)树干径向变化过程, 同步监测环境因子, 分析GROrate和TWD的动态变化及其与环境因子的关系。结果表明: 径向生长的开始时间为3月4日至4月1日, 结束时间为9月23日至11月5日, 最大生长速率的出现时间为5月31日至6月8日。生长季内红锥生长呈不连续性, 实际生长天数占整个生长季长度的47.8%-74.1%。生长季越长, 生长发生的天数越多。日尺度上, 在主要生长期(4-9月)环境因子中空气相对湿度(RH)、降水量(P)、光合有效辐射(PAR)和饱和水汽压差(VPD)与GROrate的相关性最强, 而TWD的环境相关性与GROrate类似, 但方向相反。21天滑动相关结果显示, 在3年生长季的绝大部分时间VPD、P和RH是影响红锥径向变化的关键因素。月尺度上, GROrate与月降雨事件高度同步, 而TWD与干旱期同步。因此红锥径向变化主要响应水分相关的环境因子, 这将有助于更好地预测气候变化下森林动态的生长响应。
表3
2018-2020年干湿季节的广西红锥径向生长量和树木水分亏缺量(平均值±标准误, n = 4)
正文中引用本图/表的段落
树干径向生长量(GROrate)和水分亏缺量(TWD)是树木响应环境因子的重要表征, 分别受不同环境因子的影响, 对环境因子的响应也不同。研究径向变化动态及其对环境因子的响应关系, 对了解树木生长和生理特性应对气候变化具有重要意义。该研究利用高分辨率径向变化记录仪, 连续记录2018-2020年红锥(Castanopsis hystrix)树干径向变化过程, 同步监测环境因子, 分析GROrate和TWD的动态变化及其与环境因子的关系。结果表明: 径向生长的开始时间为3月4日至4月1日, 结束时间为9月23日至11月5日, 最大生长速率的出现时间为5月31日至6月8日。生长季内红锥生长呈不连续性, 实际生长天数占整个生长季长度的47.8%-74.1%。生长季越长, 生长发生的天数越多。日尺度上, 在主要生长期(4-9月)环境因子中空气相对湿度(RH)、降水量(P)、光合有效辐射(PAR)和饱和水汽压差(VPD)与GROrate的相关性最强, 而TWD的环境相关性与GROrate类似, 但方向相反。21天滑动相关结果显示, 在3年生长季的绝大部分时间VPD、P和RH是影响红锥径向变化的关键因素。月尺度上, GROrate与月降雨事件高度同步, 而TWD与干旱期同步。因此红锥径向变化主要响应水分相关的环境因子, 这将有助于更好地预测气候变化下森林动态的生长响应。
在所有观测年份, 湿季的GROrate明显大于旱季, 而TWD则相反(表3)。年际间, 干旱季节的GROrate表现为2019年(13.14 μm·d-1)显著大于其他年份, 湿润季节的GROrate表现为2019年最大(27.63 μm·d-1), 且与2020年(20.50 μm·d-1)差异显著。干旱季节年际间TWD差异显著, 湿润季节TWD表现为2020年(33.12 μm·d-1)显著大于其他年份(表3)。
TWD可以作为树木水分状况的指示因子, 反映水分损失对树干径向变化的影响。在主要生长期, TWD与最高气温、光合有效辐射和饱和水汽压差正相关, 与降水量、空气相对湿度和土壤含水率负相关(图6)。最高气温、光合有效辐射和饱和水汽压差可降低大气水势, 促进蒸腾作用, 对细胞膨压产生负面影响, 抑制细胞扩大和生长。相反, 降水量、空气相对湿度和土壤含水率可以通过增加树干中的水分状态直接有利于细胞增大。Garnier和Berger (1986)研究表明, 干旱导致径向收缩增加。本研究结果显示, 在所有观测年份, TWD与季节干旱期同步, 尤其是2020年的夏季极端干旱导致径向生长收缩时间较长, 收缩强度大(图4B, 图7; 表3)。全球变暖导致的气温升高将加强干旱频率和强度, 从而增加干旱对径向生长的影响。因此, 在全球变化的背景下, 干旱胁迫对树木生长的影响应给予更多的关注。
本文的其它图/表
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