暖温带马尾松年内径向生长动态及其对环境因子的响应

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随着全球气候的变暖,近年来,异常气候频繁发生。树木生长除受自身基因型和生理过程等内源因素的影响外,光照、水分等外源环境条件对树木生长亦有重要影响。研究环境因子和树木生长之间的关系,有利于探讨气候变化对树木生长过程的影响。因此,本研究以暖温带马尾松(Pinus massoniana)为研究对象,采用径向生长测量仪和微型气象站对样地内的马尾松以及样地环境进行同步监测,探究马尾松径向生长与环境因子之间的相关关系,为未来马尾松林的经营管理提供合理的依据。研究结果表明:(1)马尾松茎干径向日变化在年内呈现正弦曲线,即0:00~8:00茎干半径持续增大,达到峰值,8:00~16:00持续收缩,达到谷值,16:00~0:00持续上升进入下一个周期。马尾松径向日变化在3~9月可以看到明显的波动,不同年份之间稍有差异,不同年份径向日变化振幅波动范围不同;2019年为0.0337~0.0924mm;2020年为0.0117~0.0915mm;2021年为0.0157~0.0958mm。(2)利用Gompertz函数将dendrometer取得的径向生长数据进行生长拟合,得到马尾松年内径向生长曲线,然后对得到的径向生长曲线进行一阶求导,得到马尾松年内最大生长速率,以及最大生长速率出现的时间。将年内径向生长量在5%~95%之间定义为生长时期。结果表明,马尾松年内径向生长量为2#样树最大,为5.6mm,其次是1#样树为4.2mm,3#样树年内径向生长量最小,为2.0mm;树干水分亏缺量均值为3#样树最大为76.67μm,1#样树次之为65.23μm,2#样树最小为64.39μm。(3)将马尾松径向生长量与环境因子进行Pearson相关分析,发现影响马尾松径向生长量的主要环境因子在不同年份各不相同,在2020年,土壤温度和空气温度是主要影响马尾松茎干径向生长量的环境因子,影响马尾松径向生长开始和结束的主要环境因子均为土壤含水量和土壤温度;影响树木茎干水分亏缺量的主要环境因子是土壤温度、空气温度和空气相对湿度。在2021年影响马尾松年内径向生长量的主要环境因子为空气相对湿度,土壤含水量和饱和水汽压差;影响马尾松径向生长开始和结束的主要环境因子为土壤含水量、土壤温度和空气温度;影响树木茎干水分亏缺量的主要环境因子是土壤含水量、土壤温度和空气温度。这是由于2021年降水量远高于其他年份,降水的增加导致空气相对湿度升高,土壤含水量升高和饱和水汽压差等的变化,从而影响树木的径向生长量。暖温带马尾松径向日变化呈现昼缩夜胀的基本规律,夏季模式下振幅波动大于冬季模式;径向生长开始在3月份,结束在10月份,不同样树之间稍有差异,土壤温度是制约马尾松径向生长(径向生长量、径向生长开始和结束、树干水分亏缺量)的关键。
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