在全球氣候變化的大背景下，森林生態(tài)系統(tǒng)正面臨越來越頻繁和嚴(yán)重的干旱威脅，導(dǎo)致全球范圍內(nèi)樹木死亡率顯著上升。已有研究表明葉片習(xí)性和植株大小在植物抗旱中起著重要作用。同時(shí)，植物群落中較高的植株密度可能導(dǎo)致更激烈的資源競爭，從而增加樹木死亡風(fēng)險(xiǎn)。盡管大量研究探討了干旱對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)樹木死亡的影響，但對(duì)于葉片習(xí)性、植株大小、物種豐富度和多樣性在干旱誘發(fā)樹木死亡風(fēng)險(xiǎn)的相對(duì)重要性仍不清楚。

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園(以下簡稱“版納植物園”)植物逆境生態(tài)學(xué)研究組依托元江干熱河谷生態(tài)站，調(diào)查了2019年極端干旱事件前后樹木的生長和死亡動(dòng)態(tài)，并測定了不同物種的干旱耐受性狀、水力安全閾值、葉片大小、比葉面積和木材密度等關(guān)鍵指標(biāo)，探討葉片習(xí)性、植株高度以及物種多樣性和豐富度等因子對(duì)樹木死亡風(fēng)險(xiǎn)的影響。研究結(jié)果表明：1)葉片習(xí)性顯著影響存活率：落葉樹種相較于常綠樹種具有更低的水力安全閾值，在極端干旱條件下面臨更高的死亡風(fēng)險(xiǎn)。2)植株高度與根系深度呈正相關(guān)關(guān)系，高大植物通常擁有更深的根系，能夠在干旱期間更好地獲取深層土壤中的水分資源，從而降低了死亡概率。3)物種多樣性和豐富度影響有限：盡管生態(tài)系統(tǒng)中較高的物種多樣性通常被認(rèn)為能夠增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，但在該研究中，群落層面的物種多樣性和豐富度對(duì)個(gè)體植物死亡風(fēng)險(xiǎn)的影響微乎其微。這表明在植被稀疏的生態(tài)系統(tǒng)中，種內(nèi)和種間資源分配的競爭壓力較小，多樣性可能并非決定干旱脅迫下植物存活的關(guān)鍵因素。

該研究為解析干旱條件下植物群落動(dòng)態(tài)變化提供了新的視角，并為植被恢復(fù)工作提供了重要參考。研究表明，葉片習(xí)性和植株高度是預(yù)測干旱導(dǎo)致植物死亡風(fēng)險(xiǎn)的最佳指標(biāo)。在未來的植被恢復(fù)項(xiàng)目中，應(yīng)優(yōu)先選擇常綠樹種和具有深根系的物種，特別是在半干旱和干旱地區(qū)的退化生態(tài)系統(tǒng)中。在應(yīng)對(duì)氣候變化帶來的干旱威脅時(shí)，選擇具有抗旱性強(qiáng)的物種對(duì)于提高生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力和穩(wěn)定性至關(guān)重要。未來的研究可以進(jìn)一步探索這些因素在不同生態(tài)系統(tǒng)中的作用機(jī)制，并開發(fā)更加精準(zhǔn)的預(yù)測模型，為全球森林管理和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

相關(guān)研究成果以“Leaf habit and plant height are associated with mortality risk of trees and shrubs during extreme drought in a Chinese savanna ecosystem”為題發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Journal of Forestry Research上。版納植物園聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生戴芳煜為論文第一作者，張樹斌副研究員為論文通訊作者。該研究在數(shù)據(jù)采集和分析過程中得到了版納植物園元江干熱河谷生態(tài)站的大力支持，同時(shí)得到了國家自然科學(xué)基金、云南省中青年學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人后備人才、版納植物園“十四五”等項(xiàng)目的資助，在此表示感謝。

圖1 研究樹木死亡風(fēng)險(xiǎn)和多種潛在影響因子關(guān)系的假設(shè)

圖2 不同葉片習(xí)性樹木死亡風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)比及其與樹木高度的關(guān)系