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水保学院科研团队在气候变化下杨树人工林的适应性研究方面取得进展
作者：吉县站 更新时间：2024-10-22 01:53:12
近日，我校水保学院张志强教授团队在农林科学领域顶级期刊Agricultural and Forest Meteorology在线发表了学术论文“Soil water availability induces divergent ecosystem water-use strategies to dry-heat conditions in two poplar plantations in North China”，水保学院博士生吴小云为论文第一作者，青年教师许行博士、张志强教授为共同通讯作者。
21世纪，复合极端气候事件的频率和强度预计将在全球范围内持续增加。这种现象很大程度上由陆地和大气之间的互馈作用驱动，并将大气干旱与土壤干旱联系起来。这些复合胁迫事件给陆地生态系统带来了严峻的威胁与挑战。观测与模拟结果表明，干-热复合极端事件将显著加剧树木的死亡和生态系统功能的衰退。然而，目前的研究大多集中于单一干、热事件对陆地生态系统的影响，往往忽略了干-热复合胁迫。因此，阐明人工林生态系统对干-热复合事件的适应策略，对我国植被恢复的有效性和稳定性评估至关重要。
为此，本研究以中国北方常用人工林树种——欧美杨为研究对象，基于两个不同土壤水分条件杨树人工林的长期通量和微气象观测数据，深入探讨了生态系统水分条件在人工林应对干-热复合胁迫事件的介导作用。同时，利用多个机器学习算法和模型无关解释，揭示主要生物物理因素对生态系统水分利用策略的协同效应。
研究发现，土壤和大气水分亏缺通过陆-气互馈过程产生了显著的交互效应，并且该效应在干-热复合条件下急剧增长。生态系统水分条件对植被的用水策略具有重要影响，并导致两处人工林在经历单一干旱胁迫到干-热复合胁迫的转变时表现出不同的水分利用策略。在干-热复合胁迫下，水分相对充足的杨树对土壤和大气水分亏缺敏感性较低，蒸腾-光合作用解耦，呈现出更宽松的水分利用策略。该研究强调，陆-气互馈过程会加剧干-热复合事件的发生，从而增加我国人工林在气候变化下的脆弱性和风险。
本研究得到国家自然科学基金项目（32301664）、国家重点研发计划项目（2022YFF1302501）、中国科协青年人才托举工程（YESS20230091）、中国博士后科学基金项目（2023T160055）和中央高校基本科研业务费（QNTD202303）的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2024.110074
作者：吴小云 审稿：张会兰 编辑：杨文悦
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