全球变暖引发了干旱事件强度和频率的上升,业已造成了多地发生森林的大规模衰退现象。树木经历这些干旱事件时,会产生生态弹性去抵抗干扰带来的不利影响并恢复到原有生长状态。但是,何种环境中生长的树木会更加敏感,树木在经历干扰事件后,是否能够形成“记忆”以更好的应对后续同种事件的发生仍未可知。针对这些问题,第二次青藏高原科考“生态系统与生态安全”任务“森林和灌丛生态系统和生物资源管理”专题研究团队基于青藏高原57个大果圆柏和祁连圆柏林的树木年轮数据,分析了过去干旱频率和强度对树木敏感性的影响。
研究发现,研究区北部以及中纬度柏树分布边缘区(玉树昌都交界地带)树木生长对干旱的敏感性较高(图1)。这种较为稳定的敏感性空间格局与各地气候背景存在显著联系。经统计回归发现,长期处于缺水状态的样点(水分平衡值<0)树木对干旱的敏感性较高(图2),这一方面是由于长期缺水状况下更易达到水力临界值,一方面可能与干旱区森林群落多样性有关,复杂的群落构成能够一定程度上提升树木对干旱的抵抗力。干旱频率与树木敏感性关系较为复杂:在较干旱的样点,干旱频率的增加会使得树木对干旱的敏感性增强;在较湿润的样点,干旱频率的增加会使得树木对干旱的敏感性显著下降(图3)。湿润地区树木在频繁干旱的影响下抵抗力提升,这可能由于树木对过去的干扰产生了生态记忆以应对下一次干扰事件。
该研究阐述了青藏高原柏树对干旱的敏感性空间规律,揭示了区域干旱背景及过去干旱频率对树木敏感性的影响,提出了生态记忆的可能性。该成果于2021年1月发表在国际学术期刊Forest Ecology and Management。该研究得到了第二次青藏科考项目(STEP)NO. 2019QZKK0301的资助。
文章链接https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.118968

图 1 青藏高原柏木对干旱的敏感性分布图

图2. 柏树敏感性与干旱程度的关系


图3. 在较湿润地区(a)及较干旱地区(b)柏树敏感性与过去干旱频率的关系