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研究亮点
HIGHLIGHTS
1. 对比分析冰雪灾害后存活树木的径向生长变化；
2. 综合考虑多种影响因素，系统评估冰雪灾害对个体树木差异化生长响应的影响；
3. 分析邻域尺度上树木的胸径和冠层损害在径向生长竞争中的重要性。
01
研究背景
冰雪灾害是温带森林生态系统中的重要干扰因素，也是森林结构和物种组成的关键驱动因子之一。冰雪和冻雨在树木表面凝结，导致树枝和树干积冰沉重，进而可能引发树木拔根、折断，产生林窗和林冠残体。目前，关于冰雪灾害的研究主要集中在树木损害、冰积累效应、树木再生和森林恢复等方面，但对个体树木在冰雪灾害后的差异化生长响应的研究相对匮乏。有研究表明，树种、树龄、树冠等级与形态、林分类型和剩余林分胸径等因素是冰雪灾害后径向快速生长的关键决定因素，但这些因素的具体影响程度尚未得到系统量化。此外，树木在林分中的空间排列也可能影响其生长响应的强度。然而，局部竞争压力对冰雪灾害后生长响应的影响，尤其是种内和种间邻域关系的作用仍不清楚。受损但存活的树木由于竞争压力的减弱和环境资源的增加，可能会出现生长恢复或增强的现象。
在异龄混交林中，由于不同树种的冠层位置和生长特性差异，理解冰雪灾害后受损树木的即时生长响应变得更为复杂。冰雪灾害能显著改变林分垂直结构和生长优势，从而改变生长条件。本研究通过调查冰雪灾害后存活树木径向生长的加速情况，并与灾害前的生长速率进行对比，分析了树木、林分、地点、空间排列及局部竞争等因素对个体树木生长响应的影响。具体而言，本研究比较了受损树木在灾害前后的径向生长变化，并将灾害后径向快速生长建模为冰雪灾害损害程度、树种特性、邻域树木冠层状态、树木空间排列、林分和地点条件以及局部竞争负荷变化的函数，研究这些因素如何共同影响个体树木的径向生长响应。
02
研究方法
研究选取2014年冰雪灾害影响的克罗地亚Gorski Kotar地区，该地区遍布欧洲水青冈(Fagus sylvatica)和欧洲冷杉(Abies alba)森林。于研究区域内随机选取20个国家森林调查(NFI)地块，并于灾害后一年开展调查。在每个样本地块中，对所有胸径在10 cm或以上的树木进行测绘和定位，并从每棵样本树的东侧提取树轮样芯，用于树轮分析。使用CooRecorder和CDendro软件处理树轮样芯图像，测量每年的径向生长量。计算径向生长指数(RGI)和百分比生长变化(PGC)评估灾害前后树木生长变化，采用线性混合效应模型分析灾害后的生长响应。使用最近邻方法和5 m半径范围内的竞争半径方法定义邻域关系，并通过距离加权计算邻域树木对目标树木RGI的影响。
图 1｜(a) 克罗地亚及研究区域位置; (b) 样地的分布及森林类型; (c) Vrelo Licanke气象站1981-2020年期间的气候数据
03
研究结果
图 2｜CooRecorder软件中记录的欧洲水青冈(上)和欧洲冷杉(下)的树轮样芯图像
图 3｜样地5-1334-13-2(45°22'13" N, 14°42'58" E)中树木个体的空间分布
图 4｜欧洲水青冈和欧洲冷杉径向生长指数(RGI)与树木损伤指数(ISS)之间的双变量关系(含95%置信区间)
Cite this article
Ficko, A., Beljan, K., Vedriš, M., Čavlović, J., Teslak, K., 2024. Neighborhood effects on tree growth in a Fagus sylvatica - Abies alba forest following an ice storm. For. Ecosyst. 11, 100250.
https://doi.org/10.1016/j.fecs.2024.100250
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.fecs.2024.100250
关于本刊
《森林生态系统(英文)》（Forest Ecosystems）是由教育部主管、北京林业大学主办的林学、生态学类的开放获取学术期刊。主要收录森林生态系统、森林群落、森林环境、遥感、气候变化、大数据等相关研究领域的高质量、原创性研究论文和评论性文章。影响因子3.8，在中科院期刊分区表中居农林科学大类一区，林学小类一区。
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森林生态系统(英文)
微信号：Forest Ecosystems
https://www.sciencedirect.com/journal/forest-ecosystems
编辑：唐珊珊
审核：李杰
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