摘要
树干径向生长是衡量森林植被碳固持的重要观测指标。由于树木的年龄、径级、种类以及所在经纬度、海拔等不同,其生长特征以及对环境因子的响应具有较大差异,探究不同树种在全球变化背景下生长的时空动态格局以及对环境因子的响应显得尤为重要。为探究东北地区温带森林的树木径向生长季节动态及其对环境因子的响应,本研究利用高精度生长仪(DRL26C)对红松(Pinus koraiensis Sieb.)、白桦(Betula platyphylla Suk.)、山杨(Populous davidiana Dode.)、蒙古栎(Quercus mongolica Fisch.)、水曲柳(Fraxinus mandshuricaRupr.)和胡桃楸(Juglans mandshurica Maxim.)6种东北温带森林优势乔木的树干径向变化在2021-2022年进行高频监测,旨在探究树干直径变化的种内和种间差异,揭示其对环境因子的响应机制。研究结果表明: 6种乔木的优势木胸径处树干径向变化日期存在显著的种间和年际间差异,2021和2022年的起始生长日期的范围依次分别为第138~173天和第123~156天,停止生长期的范围为第193~257天和第196~246天,生长期长度范围为52~98天和69~112天。优势木胸径处达到径向生长峰值的日期存在显著的种间差异,常绿针叶树种红松最早(第145~155天),落叶阔叶树种胡桃楸最晚(第180~193天)。6种乔木优势木胸径处树干年直径生长量在2021年和2022年范围分别为0.64~3.75mm和1.45~5.61mm,存在显著树种间的差异。 树干径向生长受到水分的限制。6种乔木树种树干直径变化与降雨量、相对湿度呈显著正相关关系,与饱和水汽压差呈显著负相关关系;树干水分亏缺量与环境因子之间的关系和直径变化相反。然而,这种相关关系的强弱在不同树种、不同径级、不同位置之间存在差异性,被压木和6m高处树干直径变化与环境相关关系较优势木胸径处弱,胡桃楸与环境相关关系较其他树种强。 降水对树干径向生长有明显促进作用,树干直径累计增长量与累计降水量呈正相关关系,但显著性因树种而异。6种乔木树干径向变化对季节性干旱的响应模式不同,其中红松和蒙古栎树干直径呈明显的收缩趋势,水曲柳和山杨的树干直径无明显变化,而胡桃楸和白桦的树干直径则呈现出持续规律性增长。对比土壤水分含量高/低期间,除白桦和红松外,其余树种在土壤水分含量较低期间的生长时长和生长速率均显著降低。本研究为气候变化背景下东北温带森林生产力和碳汇形成及其持续性提供数据基础和科学依据。