在全球气候变暖的大背景下，森林生态系统正经历着前所未有的挑战。欧洲大陆的波罗的海南部地区作为重要的森林分布区，其本土树种因气候变化面临着适宜生境缩减的困境，而引入的非本土树种能否在此区域发挥生态替代作用成为亟待解决的科学问题。尤其是花旗松（Pseudotsuga menziesii），这种源自北美的针叶树在欧洲已有百余年引种历史，尽管其在欧洲西部和中部可能因未来气候情景（如 SSP126 和 SSP485）丧失部分气候生态位，但在波罗的海区域却被预测将进入适宜生长的黄金时期。然而，目前对于花旗松在该区域长期适应过程中的气候响应机制、不同林龄群体的生长差异以及海岸效应带来的可塑性变化等关键科学问题，尚缺乏区域性的系统研究。
为填补这一研究空白，来自波兰森林研究所等机构的研究人员开展了一项针对波罗的海南部花旗松的长期生态研究。研究团队以该区域 27 个花旗松纯林样地的树轮年表为核心数据，通过分析树轮中的气候信号时空稳定性及海岸环境对生长响应可塑性的影响，揭示了花旗松在百年适应历程中的生态策略。相关成果发表在《Agricultural and Forest Meteorology》，为欧洲温带森林的气候变化适应性管理提供了重要科学依据。
研究主要采用了树轮年代学技术，通过建立标准化树轮年表，运用动态相关分析（如滑动相关法）和气候响应模型，量化不同季节气候因子（温度、降水）与树轮生长的关联强度及时序变化。同时，研究结合区域气候梯度（如年均温、季节温差）和林龄结构（成熟林与幼龄林），探讨了气候 - 生长关系的空间异质性。
研究结果
气候 - 生长关系的区域一致性与林龄差异
研究发现，整个波罗的海南部地区的花旗松生长均表现出对早期生长季（春季）温度的显著依赖性，这一趋势在成熟林分中更为突出。通过树轮 - 气候响应函数分析表明，成熟林的早期生长季温度解释了超过 40% 的树轮生长变异，而幼龄林的响应强度相对较弱，暗示成熟个体可能通过长期适应形成了更稳定的温度敏感性机制。
气候敏感性的空间分异与暖化效应
在空间尺度上，年均温较高的区域表现出更强的温度 - 生长正相关性。例如，位于德国北部的样地（年均温 9.5℃）相较于波兰东北部（年均温 6.8℃），其树轮生长对春季升温的响应系数高出 35%。这一结果表明，花旗松对气候变暖具有显著的正向生长反馈，在暖化背景下可能展现出更强的生长优势。
海岸效应与生长响应可塑性
靠近波罗的海海岸线的样地显示出较低的气候响应非平稳性（即气候信号稳定性更高），这可能与海洋性气候的缓冲作用有关。通过对比海岸带（距海 < 50 公里）与内陆样地的树轮序列，发现前者的生长对极端温度事件的缓冲能力提升了 22%，揭示了海岸环境对花旗松生长可塑性的塑造作用。
结论与讨论
本研究系统揭示了波罗的海南部花旗松气候 - 生长关系的时空动态规律，证实了早期生长季温度的主导作用及暖化背景下的正向生长响应。研究结果表明，花旗松可作为欧洲本土衰退松科树种（如欧洲赤松）的耐热替代物种，有助于维持针叶林生态系统的功能稳定性。然而，研究同时指出，花旗松的广泛种植可能改变微气候条件并影响物种多样性，这为森林管理者提出了警示 —— 在利用其生态替代潜力时，需兼顾生境保护与生物多样性维持。
该研究的创新性在于首次通过区域性树轮网络分析，揭示了非本土树种在气候梯度下的适应轨迹，为跨尺度森林气候适应性研究提供了方法论参考。其科学意义不仅在于深化了对引种树种生态功能的认知，更通过长期数据验证了 “气候信号非平稳性是树种适应滞后性体现” 的理论假设，为未来气候变化情景下的森林经营决策提供了关键实证依据。
生物通微信公众号
