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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。  View image in article
图10
2019年5月2日至5月19日降水量和10 cm土壤含水率变化。
正文中引用本图/表的段落
年内红锥主要生长季的GROrate与气候因子的21 d滑动相关系数(图8)表明, 2018-2020年生长季的大部分时间GROrate与降水量始终呈强正相关关系, 主要归因于降雨是诱导细胞增大的主要因素之一, 而细胞增大依赖于水分供给(Zweifel et al., 2000)。前人的许多研究(Zweifel et al., 2006; 牛豪阁等, 2018; Fan et al., 2019; Meng et al., 2021)都证明了降雨对树干径向增长起着重要的作用。降雨对径向生长的积极影响可能是一方面较强降雨通过增加土壤含水率(图10), 从而促进树干对水分的运输, 有利于光合作用; 另一方面小降雨事件时土壤含水率增加不明显(图10), 但降雨过程叶水势降低会增加形成层细胞周围的外界水, 促进形成层活动和细胞扩大(Zweifel et al., 2006), 并通过增加形成层分裂时细胞壁弯曲所需的膨压, 促进木质部细胞的分化和延伸(Steppe et al., 2015)。本研究结果显示, 2020年夏季总降雨事件为13次, 均为5-9.9和10-19.9 mm量级的降雨, 且降雨持续时间长、降雨强度低; 2020年夏季无雨期的最长持续时间为26天, 共出现5次至少7天无降雨的干旱期(表4)。2018-2020年滑动相关系数表明, 10 cm深度土壤含水率与GROrate的相关关系在不同年份间存在差异(图8), 2020年夏季干旱严重, 10 cm深度土壤含水率对不可逆径向生长量的影响明显增强。与其他年份相比, 2020年的年生长量最小可能归因于2020年出现的夏季极端干旱时间较长, 树木处于水分亏缺状态, 无法满足光合作用所需的水分, 限制了形成层细胞的分裂活动, 不利于树木径向生长。
本文的其它图/表
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