油松早晚材径向生长对气候因子的响应 植物生态学报    2024, 48 (8): 988-1000.   DOI: 10.17521/cjpe.2023.0206

图4 油松整轮、早材和晚材年表与气候因子的相关系数。样地CH、KL、LS、TS、XY见表1。EW, 早材; LW, 晚材; RW, 整轮。P, 降水量; pre, 上年; SPEI, 标准化降水蒸散指数; T_a, 平均气温; T_max, 最高气温; T_min, 最低气温; VPD, 饱和水汽压差。*, p < 0.05; **, p < 0.01。

正文中引用本图/表的段落

整轮与早材年表对气候因子的响应比较相似, 与晚材具有一定差异(图4)。5个研究点早材树轮宽度指数受上年生长季中后期、当年生长季前期和夏季气温的影响较大。CH早材树轮宽度指数与上年10月最高气温呈显著正相关关系, XY早材树轮宽度指数与当年8月气温呈显著负相关关系。各研究点油松径向生长对降水量的响应类似于对SPEI的响应, 油松径向生长与上年9月、当年生长季前期降水量和SPEI呈正相关关系, 其中与TS上年9月、CH当年3月的降水量和SPEI相关关系显著。KL的油松径向生长与上年7月降水量和SPEI、当年8月降水量呈显著负相关关系, CH、XY、TS、LS早材树轮宽度指数与8月降水量和SPEI呈正相关关系。

气候变化通过改变树木生存环境的水热条件来影响其生长趋势。区域尺度气候变化会对树木径向生长造成促进或抑制作用(Jiao et al., 2021; Zhou et al., 2021)。研究区5个研究点近几年气温呈显著增加趋势, SPEI呈下降趋势, 降水量无显著变化, 区域气候朝暖干化发展, 且5个研究点油松人工林处于近熟林和成熟林阶段(唐学君等, 2020), 受林龄影响较小。研究区5个研究点油松整轮、早材和晚材的树轮宽度年际变化均表现为二次曲线变化, 这与雷帅等(2020)的研究结果一致, 其研究发现由于区域气候环境的多变性, 毛乌素樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)树轮宽度变化呈先升后降趋势。对于整轮和早材宽度, 其树轮宽度年际变化一致(图4), TS、KL的树轮宽度高于CH和XY, 且TS、KL的年际树轮宽度增量较高, CH和XY则年际树轮宽度下降趋势比TS、KL和LS更加明显, 这是因为TS、KL、LS水资源充沛, 人工林林分密度较低, 人为干扰较小, 故油松人工林生长较好, CH和XY油松人工林密度较高, 树种间竞争较强, 造成林地质量变差, 使油松径向生长速率减缓, 即与CH和XY相比, TS、KL以及LS的油松人工林质量更好, 这与管崇帆等(2023)对刺槐(Robinia pseudoacacia)的研究结果一致。相较早材和整轮, 晚材树轮宽度变化较为平缓, 且树轮宽度下降晚于早材和整轮, 表明油松早材的径向生长速率较早减缓。局域气候环境、林分密度以及种源均会对油松生长产生不同程度的影响, 早材和晚材的径向生长也具有差异, 关于早晚材的研究对探讨气候变化背景条件下油松人工林的生长具有一定意义。

晚材径向生长对气温的响应强于降水, 尤其对最低气温的响应较强(Splechtna et al., 2000; Kaczka et al., 2018)。相较早材, 晚材径向生长与气候因子的相关系数更高(图4), 即晚材对气候变化更为敏感(Traversari et al., 2022), 生长季前期和后期气温的升高有利于晚材的生长。有研究指出, 晚材在夏末与秋季生长(姜盛夏等, 2020), 生长季前期的养分积累对于晚材的径向生长有促进作用(马晓琦等, 2020)。3-4月的升温会使光合作用提早开始, 从而间接促进生长季的延长(Busetto et al., 2010)。在晚材生长期间, 气温升高时, 植物光合作用形成的有机物增加, 同时该年积累的有机物将为下一年树木的生长提供养分。生长季末期, 气温升高会延长生长季, 促进晚材的生长(李肖等, 2022)。晚材生长与5月份的降水量呈正相关关系。这主要是树木在5月份快速生长, 需水量大(李颖辉等, 2022)。此时, 降水量的增加有利于树木从土壤中汲取水分, 促进茎干的生长, 使得组织间的细胞水分达到平衡(董满宇等, 2012)。

本文的其它图/表

• 表1 油松人工林样地基本信息
  
• 表2 5个研究点油松树轮宽度标准年表基本信息统计
  
• 图1 5个研究点平均气温(T_a)、最高气温(T_max)、最低气温(T_min)、降水量(P)、饱和水汽压差(VPD)、标准化降水蒸散指数(SPEI)的年变化。直线表示气候因子变化显著(p < 0.05)。样地CH、KL、LS、TS、XY见表1。
  
• 图2 5个研究点油松的标准年表(STD)。EW, 早材; LW, 晚材; RW, 整轮。样地ALL、CH、KL、LS、TS、XY见表1。
  
• 图3 5个研究点油松生长树轮宽度变化。EW, 早材; LW, 晚材; RW, 整轮。样地ALL、CH、KL、LS、TS、XY见表1。
  
• 图5 气候因子对油松径向生长的相对影响。样地CH、KL、LS、TS、XY见表1。EW, 早材; LW, 晚材; RW, 整轮。T_a、P、VPD、SPEI见图4。