近期,青島農業大學園林與林學院盧慧翠副教授等在林學一區Top期刊《Urban Forestry & Urban Greening》(IF5y=6.4)發表了題為“Urbanization associated with greater tree growth declines in urban than in rural forests”的研究論文(圖1)。該研究探討了氣候變化與城市化的疊加作用對樹木徑向生長的影響,為未來城市森林管理提供了關鍵科學依據。
圖1 論文在線公開發布截圖
隨著氣溫持續升高,氣候變化與城市化的交互作用對樹木生長的影響尚不明確。在本研究中,團隊以青島市為研究區域,該地區近年來城市化發展迅速,溫度呈現明顯上升趨勢。研究人員選取了分布廣泛、作為當地沿海防護林優勢樹種的城區森林公園與郊區嶗山的刺槐和黑松為研究對象以探究在城市化與氣候變化雙重影響下典型樹種的生長響應機制。
研究團隊通過在2019年和2023年分別在郊區和城區設置49塊(20m×30m)標準樣地,從342棵樹上共采集了626根樹木年輪樣本。年輪寬度殘差年表結果顯示,兩地樹木在生長速率和氣候響應上存在顯著差異:城區樹木生長較慢,可能受限于更大的水分壓力。具體而言,城區刺槐在當年生長季(4–9月)受水分供應限制,黑松則在前一年晚生長期(8–9月)受限(圖2)。這表明不同樹種對水分的需求和響應存在差異,且城區環境加劇了這種水分限制對樹木生長的影響。生長趨勢分析表明,自21世紀初以來,兩種樹種均出現顯著生長趨緩,城區尤為明顯(圖3),反映出氣候變暖與城市化加劇了干旱脅迫。研究人員認為,這可能與城區溫度持續升高導致水分利用效率降低有關,預示著未來這些樹種的生長可能進一步受到抑制。
圖2 青島市1980-2020年城區與郊區氣候變量與刺槐和黑松樹輪寬度年表的皮爾遜相關系數
圖3 青島市1980-2020年城區與郊區樹木的生長趨勢(胸高斷面積生長增量對數的殘差)
該研究成果不僅有助于優化城市樹種選擇和管理策略,還為應對城市氣候變化和提升城市生態韌性提供了理論支持。研究強調,未來城市森林管理需優先選擇耐旱樹種,并通過灌溉等措施緩解水分壓力,以維持森林冠層穩定,保障城市森林生態系統的健康和可持續發展。
青島農業大學為該成果的第一完成單位,在讀研究生吳倩為該論文的第一作者,中國科學院西雙版納熱帶植物園范澤鑫研究員和盧慧翠副教授為該論文的共同通訊作者。
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