东南亚松树径向生长对极端干旱的弹性受干旱敏感性与生长属性共同调控
当前,气候变化导致极端干旱事件的频率和强度不断增加,对森林生态系统的稳定性与碳汇功能构成严重威胁。在季风主导的亚洲热带和亚热带地区,气候条件与树木内在生长特性对树木干旱弹性的相对作用尚不清晰。近日,一项发表于国际学术期刊的大规模树木年轮学研究,首次系统揭示了东南亚地区四种广布松树(高山松、云南松、卡西亚松、南亚松)在极端干旱下的生长响应模式及其影响因素。
该研究由中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)范泽鑫研究员团队领衔,联合荷兰瓦格宁根大学、北京师范大学、中国科学院沈阳应用生态研究所、德国埃朗根-纽伦堡大学等多家国内外科研机构共同完成。研究团队构建了覆盖东南亚103个样点、2446棵松树、共计4418根树芯样本的庞大树木年轮数据库,涵盖了该区域四种主要松树物种。通过分析树木在生长季早期遭遇极端干旱时的生长抵抗力(抵抗干旱导致生长下降的能力)和恢复力(干旱后生长恢复到正常水平的能力),研究取得以下关键发现:1.四种松树径向生长均受到生长季早期水分条件的显著制约,这表明,干旱发生的时间节点,特别是与树木形成层活跃期的重合度对生长影响至关重要。2.尽管不同松树物种对极端干旱的响应存在明显差异,但大多数表现出较强的恢复能力,在干旱事件发生后的三年内恢复到多年平均非干旱水平。3.更为重要的发现是,树木的干旱敏感性(即生长对水分变化的敏感程度)以及内在生长属性(生长速率、树龄和个体大小)是决定其抵抗力和恢复力的主导因素,样点长期平均气候条件对极端干旱弹性差异的解释力相对有限。
相关成果以“Drought sensitivity and tree growth attributes regulate growth resilience of Southeast Asian pines under extreme drought”为题发表于国际农林权威期刊Agricultural and Forest Meteorology上。版纳植物园气候变化和生态系统稳定性团队博士后杨绕琼为第一作者,范泽鑫研究员为通讯作者。
该研究是团队在东南亚松树干旱响应系列研究中的重要突破。2022年,团队在Agricultural and Forest Meteorology上报道了云南松和思茅松径向生长的气候敏感性沿水热梯度的种间差异和空间异质性;2025年,团队以老挝南部的南亚松为对象在Global Ecology and Conservation上发表文章系统揭示了极端干旱事件下树木生长弹性受个体特征和样地气候影响;2026年,团队整合无人机航拍与卫星遥感数据在Forest Ecology and Management上发表文章进一步阐明了云南松的枯死格局主要受林分特征(如林龄、冠层高度)驱动,强调了只关注气候而忽略树木生长特性的研究不足以解释树木生长对干旱的响应。2025年团队参与发表于Science的研究强调泛热带地区树木径向生长在极端干旱之后几乎都能恢复,其中干热环境下的裸子植物生长下降更明显。该次发表的研究将视野从区域气候响应拓展至极端干旱下的森林恢复力评估,研究区域扩展至整个中国西南至中南半岛地区,首次系统揭示了干旱敏感性与树木内在生长属性(生长速率、个体大小和树龄)在调控东南亚松树干旱抵抗力和恢复力中的主导作用,为理解气候变化背景下热带亚热带松林的稳定性提供了新视角。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院“西部之光”项目、云南省“万人计划”项目、中国科学院特别研究助理资助项目、版纳植物园博士后基金以及云南省博士后科研基金等项目的资助。

图1采样点及干旱年份年轮特征。

图2随机森林模型对影响四种松树对极端干旱弹性的因子重要性评估结果。BAI_mean10指干旱前10年平均BAI。BA_drought_year指干旱年树木BA。EG指早期生长季,Annual指各干旱事件发生前10年的平均值。tmp指气温,prec指降水量,SPEI3指3个月标准化降水蒸散指数。correlation_with_SPEI3指树轮宽度指数年表与生长季初期SPEI3的相关系数。