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城市与环境学院刘鸿雁教授课题组在Communications Biology期刊上发表题为“Drought-modulated allometric patterns of trees in semi-arid forests”的论文

2020-08-05 來源:

      

中彩网app官网刘鸿雁教授课题组7月30日在Communications Biology期刊上发表题为“Drought-modulated allometric patterns of trees in semi-arid forests”的论文。

课题组与中科院植物所、英国埃克塞特大学、德国马普生物地球化学研究所同行合作,借助地基激光雷达,系统地研究了我国北方地区广泛分布的蒙古栎(Quercus Mongolica)的树高-冠幅-胸径(Height-CA-DBH)关系,揭示了茎干两大主要功能,即:Height代表的茎水分输导功能和CA代表的叶片空间排布功能间的相对独立性,气候条件影响了二者的定量关系。

博士生戴景钰爲該文第一作者,該文也是戴景钰本科科研期間的成果。

半干旱区森林贡献了全球陆地二氧化碳吸收趋势和年际变化的57%和39%,其小树高、大冠幅的异速关系可能起到了缓冲水分亏缺,维持固碳潜力的重要作用。然而,多数动态全球植被模型中的异速生长模块并未考虑这种特殊的树高(Height)-冠幅(CA)-胸径(DBH)关系。例如,在Lund-Potsdam-Jena (LPJ)模型中,Height-DBH及CA-DBH的异速关系仅凭借北美落基山脉中湿润气候下的研究成果建立。在森林自疏法则下,此异速关系仅由林分密度决定。若将LPJ模型中所使用的方程Height=40×DBH^0.5和CA=100×DBH^1.6组合成CA-Height理论模型CA=0.000747×Height^3.2,则半干旱区的树木均表现为小树高和小树冠,难以解释半干旱区森林高生产力。

本研究的結果說明,在半幹旱區森林等非郁閉林中,樹木生長不再受光照限制,轉由水分虧缺程度決定,從而形成小樹高、大冠幅的特殊異速生長模式。動態全球植被模型低估了半幹旱區樹木的CA,高估了Height,從而大大低估了半幹旱區森林的固碳潛力。

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莖水分輸導功能和葉片空間排布功能間的解耦合關系說明小樹高、大冠幅的生長模式有助于樹木弱化在水力安全和固碳潛力間的權衡,避免幹旱發生時由于水力失衡引起的森林異常死亡。在未來研究中,對樹木異速生長模式和影響因素的探討可以爲認識樹木抗旱機制以及改進植被動態模型提供理論支持。

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論文鏈接見:https://www.nature.com/articles/s42003-020-01144-4

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