近日,西北农林科技大学胡振宏教授课题组研究成果在生态环境领域顶级期刊Global Change Biology 发表了题为“Planted Forests in China Have Higher Drought Risk Than Natural Forests”的研究论文。西北农林科技大学资源环境学院博士研究生马龙龙为论文第一作者,胡振宏教授为通讯作者。
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西北农林科技大学教授以第一作者在top期刊发表养分输入对死木微生物呼吸影响的真菌驱动机制方面的新进展
在中国,广泛分布的人工林在碳固定和水源保护等方面扮演着关键角色。然而,随着气候变暖以及降水模式的变化,干旱事件的强度、持续时间及频率显著增加,这导致人工林面临更大的衰退和死亡威胁。因此,了解气候变化背景下人工林生态系统的干旱风险对于有效管理和预测其结构和功能变化至关重要。目前关于人工林干旱风险的研究较少同时考虑到抵抗力和恢复力,并且缺乏对天然林和人工林之间的对比分析。此外,由于缺乏大规模空间分布数据,大多数研究局限于小范围的森林区域,限制了我们对全球气候变化下人工林生态系统可持续性的理解。
基于上述问题,研究团队利用2001年至2020年的卫星遥感数据,对中国境内天然林和人工林的干旱响应特性进行了分析。研究发现,人工林生态系统对抗干旱的抵抗力和恢复力均明显低于天然林,尤其是在亚热带常绿阔叶林和暖温带落叶阔叶林地区,人工林面临着更高的干旱风险。此外,与2001-2010年相比,2011-2020年间人工林抗旱能力有所增强,但恢复力却有所下降,表明其应对干旱压力的策略发生了变化。研究指出,人工林较高的干旱风险主要与其较低的树冠高度和土壤养分状况有关,这些因素影响了它们的抵抗力;同时,较低的树冠高度和更严重的干旱情况(包括严重性、持续时间和频率)降低了恢复力。这项研究强调了人工林生态系统面临的更高干旱风险,并建议为了减少未来极端气候变化对人工林生态系统的影响,应加强管理措施,如采用近自然恢复方法和提高人工林的结构复杂性。
图1 天然林和人工林对干旱抵抗力和恢复力差异
图2 天然林和人工林抵抗力和恢复力差异的潜在驱动因素
这一研究成果对深入理解在全球气候变化背景下人工林生态系统的可持续性具有重要意义,并为中国乃至全世界优化人工林管理策略提供了科学依据。
该研究得到了广东省基础与应用基础研究基金、国家重点研发计划、秦岭黄土高原生态环境与气象重点实验室开放课题、中国大学科学基金和西班牙Beatriu de Pinós研究基金等项目资助。