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植物所研究人员揭示树木冠层构型的空间变异性及其对气候条件的适应机制

2020-02-25

  树木冠层构型是枝干在空间上的分配方法,其与叶片和骨干性状一起界说了一棵树的空间体现形式和特色。冠层构型能够调理树木冠层对光的截留并终究影响树木的碳水循环进程,其时空变异性反映了树木成长进程中的竞争机制以及对气候条件改变的防御机制。因而,深入讨论冠层构型的时空变异性及其影响要素是进一步了解树木成长在全球气候改变布景下的生态生理呼应的重要条件。现在,依托于全球植物性状数据库的树立和完善,关于树木骨干和叶片性状空间散布及其对气候条件呼应的研讨相对较多;而受限于观测手法,对树木冠层构型空间变异性及其影响要素的研讨还停留在理论假定阶段,亟需进一步讨论。 

  中科院植物所郭庆华研讨组以蒙古栎为例,使用地基激光雷达技能定量化地讨论了我国北方树木冠层构型的的空间异质性、与骨干和叶片性状的耦合机制及对气候条件的习惯机制。研讨成果表明,蒙古栎的冠层构型性状受降雨和气温的一起影响并体现出了明显的空间变异性差异,且与叶片性状间体现出了极强的耦合效应。这一现象反映出冠层构型在骨干和叶片之间起到了一个桥梁的作用来平衡蒙古栎对光、水资源的需求。在相对湿冷的环境里,蒙古栎更倾向于树状成长,会加速纵向成长并增大树冠份额来竞争气资源;而在相对干热的环境里,蒙古栎更倾向于灌木状成长,经过操控成长高度并构成多层自阴作用来削减水分丢掉。据预测我国北方干旱半干旱区气候将趋于干热化,蒙古栎将逐步从树状灌木状过渡。在现有的植被动态模型中这一现象并没有被考虑,将会极大影响现有的我国北方碳循环模型模拟的成果。文章在审稿进程中受到了期刊主编和审稿人的高度评价,以为该研讨很好地填补了现有研讨的空白,对了解树木冠层构型和环境因子与功用性状之间的联系带来了全新的视角。 

  该研讨成果于2020213日在线发表于世界学术期刊Journal of Geophysical Research: Biogeosciences。郭庆华研讨组苏艳军副研讨员为文章榜首作者,郭庆华研讨员为通讯作者。该研讨得到了中国科学院前沿科学要点研讨项目、国家自然科学基金委面上项目和中国科学院百人方案等项目的赞助。 

  文章链接:https://doi.org/10.1029/2019JG005306 

  (植被生态实验室供稿) 

   

  不同环境条件下蒙古栎冠层构型的空间异质性示意图 

  a, 研讨样地散布图;b, 不同蒙古栎栖息地的相片示意图;c, 不同研讨样地蒙古栎点云数据示意图。图中的“N”“E”“C”“S”别离代表不同的蒙古栎遗传组别。 



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