气候和竞争对莽山华南五针松径向生长的影响

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森林生态系统作为陆地生态系统中最重要的组成部分,在固碳方面起到至关重要的作用。全球气候变化背景下,森林生态系统的动态变化过程是当前的热点问题之一。气候和竞争作为影响森林动态变化的主要因素,研究它们对树木径向生长的影响是预测未来森林动态的关键。基于此,本研究在气候变化敏感区域亚热带莽山自然保护区,以华南五针松为研究对象,利用树木年轮学的研究方法,建立了华南五针松树轮年表。将树轮宽度年表与气候因子进行相关分析,探究树木径向生长与气候因子的关系,同时运用线性混合效应模型量化华南五针松目标树累积断面积生长量与竞争指数之间的关系,以明确竞争对树木生长的影响。主要研究结果如下:(1)华南五针松的径向生长受温度和降水的共同作用,不同海拔华南五针松径向生长对气候因子的响应有所差异。海拔1400m处华南五针松径向生长与当年6月的平均温和最高温显著负相关,与当年4月的降水呈显著正相关关系;海拔1200m处华南五针松径向生长与当年3月的温度以及上年10月和当年10月的平均温、最低温呈显著正相关,与当年7月的最低温呈显著负相关,还与上年11月的降水呈显著正相关关系;海拔1000m处华南五针松径向生长与当年6月的平均温、最高温和当年1月的平均温、最低温以及上年10月的最低温呈显著负相关,与当年3月、上年10月和当年10月的降水呈显著正相关关系。(2)华南五针松年表的公共区间内单年分析结果表明,树木径向生长与气候因子的相关关系得到基本验证。海拔1400m处树轮宽度指数在2017年最大,为1.336;在2012年最小,为0.66。海拔1200m处树轮宽度指数在2016年最大,为1.391;在2013年最小,为0.741。海拔1000m处树轮宽度指数在2013年最大,为1.225;在2008年最小,仅有0.387。年表的极端值年份分布不一致,2008年冰雪灾害对海拔1000m处华南五针松的径向生长造成严重影响,形成了最小年。(3)线性混合效应模型结果显示竞争树胸径和SDBH与华南五针松过去25年的累积断面积生长量之间的拟合效果达到最好,说明海拔900m处华南五针松的径向生长受竞争树胸径粗细的显著影响。而在过去10-25年间,SDBH始终是影响华南五针松生长量的主要影响因子,原因可能是竞争树的生长会伴随着目标树的生长,两者之间的竞争压力是相对恒定的。曲面拟合结果显示,累年生长量受竞争的影响很大,受气候因子的影响较小。当竞争指数处于低水平时,累年生长量随着降水量的增多而增加。因此,研究结果表明温度和降水共同影响着海拔1400m、1200m和1000m处华南五针松的径向生长,生长季初期的温度和降水以及夏季温度是影响其径向生长的关键气候因子。海拔900m处华南五针松径向生长受6月温度、7月降水和竞争树胸径和SDBH的共同影响,相较于气候因子,竞争作用对该处华南五针松的径向生长有更大的影响作用。
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