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由于气候变暖及其伴随的暖干化现象,特别是在半干旱/半湿润环境下,全球森林普遍面临着生产力降低和死亡率增加的风险。大兴安岭林区是我国重要的木材生产基地,该地区森林生长对气候变化极为敏感,其建群树种落叶松(Larix gmelinii)在上个世纪经历了前所未有的分布区北移。然而,关于落叶松的生长及其气候响应在海拔梯度上是否存在不同的模式,以及未来落叶松森林发展的海拔趋势如何,尚不清楚。为此,本研究通过树木年轮气候学与树木年轮生态学方法研究了气候变化对大兴安岭地区海拔梯度上(400–1000 m a.s.l.)落叶松森林生长的影响。共选取了50个采样点,采集了1544株,2979条落叶松样芯用于建立年轮生长指标。并以此为基础探讨了生长气候响应关系在海拔梯度上的动态变化规律,对不同海拔落叶松生产力以及气候响应转变阈值进行评估。为深入了解研究区落叶松生长动态、林业管理决策以及未来分布区变化提供重要依据。主要研究结果如下:1.研究区落叶松的年轮宽度均较小,基本在5 mm以下,单棵树最大年轮宽度值仅为12.24 mm,各样点之间平均年轮宽度变化明显。在时间上,高海拔地区落叶松径向生长出现明显上升趋势(0.027 mm/10a,P<0.01),而低海拔地区生长出现降低趋势(0.051 mm/10a,P<0.01)。2.所有样点落叶松胸高断面积增量(BAI)值总体在16 cm~2以下。高海拔地区落叶松BAI普遍大于低海拔地区。胸高断面积(BA)指示的落叶松生物量累积在各样点中基本呈匀速增长模式。所有样点中最大胸高断面积为2187 cm~2,最小为280 cm~2。随着海拔增加各样点落叶松BA值有增加趋势。3.通过对落叶松径向生长与气候的相关分析表明:非生长季(上年10–1月)降水对落叶松的影响在整个海拔梯度上主要表现为正相关,生长季(5–8月)降水量与落叶松生长的关系由低海拔的正相关逐步转变为高海拔的负相关(R~2=0.466);非生长季(上年11–1月)温度与海拔地区落叶松生长呈正相关为主,与高海拔地区落叶松生长呈负相关为主,生长季(6–8月)温度与落叶松生长的相关性由低海拔的负相关转变为高海拔的正相关;主要生长期的饱和水汽压差(VPD)和标准化降水蒸散发指数(SPEI)对落叶松生长的影响分别表现为低海拔地区的干旱限制和高海拔地区的低温限制。4.BAI在高海拔(900 m a.s.l.以上)地区普遍大于低海拔(600 m a.s.l.以下)地区,且高海拔地区的长期波动趋势较大。基于此建立的不同海拔落叶松生产力评估模型显示暖湿型气候条件有利于高海拔落叶松生长,而冷湿型气候条件有利于低海拔地区落叶松生长。近百年中落叶松径向生长变化的敏感度在高海拔(900 m a.s.l.以上)和低海拔(600m a.s.l.以下)地区均增大,但在低海拔地区增加更明显。19世纪中期以后低海拔地区落叶松的平均敏感度普遍大于高海拔地区。所有采样点原始序列的平均敏感度随海拔增加呈显著降低趋势。5.基于海拔梯度上生长—气候响应关系模拟获得的落叶松生长与降水的正负相关转变海拔阈值约为750 m a.s.l.,与温度的正负相关转变海拔阈值约为600 m a.s.l.。利用落叶松生长与降水和温度响应关系模拟的年平均温度阈值分别约为–5℃和–4℃。表明研究区落叶松生长在年均温低于–5℃~–4℃的地区受低温限制,而高于该阈值的地区受干旱限制为主。以此推测我国落叶松在进一步全球变暖背景下其生长分布范围可能向高海拔地区扩张和低海拔地区退化。