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气候变化促使树木加速生长和森林扩张

发布时间:2019-12-16 16:07来源: 未知
来自中科院成都生物研究所消息,该研究所孙庚博士与美国加州大学戴维斯分校合作研究发现,受气候变化影响,野外树木生长加速。相关研究成果近期发表在《科学进展》(Science Advances)期刊上。由于与以往世界范围内大多数研究结果不太一致,该成果将对青藏高原多圈层相互作用及其资源环境效应研究,以及科学评估气候变化等提供新的思路。 
  近百年来,青藏高原东缘地区树木加速生长并大规模扩张,已经成功扩散到此前在当地一直占据优势的草地生态系统中。为解释这一有趣的现象,孙庚及其合作者选择青藏高原东缘红原地区的优势森林物种岷江冷杉作为研究对象。按森林扩张序列,研究人员对成熟森林、森林边缘、森林斑块和扩散到草地生态系统中的独立树木采样,综合运用树木年轮学和稳定同位素技术,建立了自1760年以来年分辨率的树木年轮宽度年表和C、N、O稳定同位素比率序列,研究了森林动态和树木径向生长对气候变化的响应。
 
  研究发现,CO2浓度升高、温度增加和养分供给提高的协同作用是树木加速生长和森林扩张的主要原因。自1900年以来,岷江冷杉一直处在加速生长状态,其中1930-1960年出现生长“井喷”阶段,径向生长速率是19世纪的5至10倍;自1960年以来,在森林边缘和斑块中的岷江冷杉生长速率比位于成熟森林中央的树木快60%,而草地中的独立幼树生长更快。树木生长速度在时间序列和空间位置上的差异与养分的异质性密切相关。
 
  此前,单因子短期控制实验表明CO2浓度升高有肥化效应,能促进树木生长;但野外长期观测实验发现CO2施肥作用不可持续,气候变化导致北美、欧洲等地的部分森林衰退,甚至树木死亡。该研究则强调综合考量气候变化、大气组成和土壤条件之间的耦合关系尤为重要,突显了土壤-植物-大气相互关系在理解现在和未来气候对森林生态系统生产力和分布格局中的重要意义。