不同地理种源香樟苗木对热浪和干旱胁迫的生理生态响应研究

Heatwaves and drought are occurring more frequently in recent years in the context of climate warming and are already posing threats to the growth and survival of forest trees. However, the underlying ecophysiological mechanisms of tree in response to heatwaves and drought remain largely unknown, and variations within species need to be fully examined, which together limit our ability to accurately predict how forests would respond to climate change. This project aims to investigate the ecophysiological traits of an ecologically and economically important tree species, Cinnamomum camphora, during and after an experimentally simulated heatwave and drought event in the glasshouse, using seedlings from 12 provenances of the species. Importance of carbon dynamics and hydraulic traits in C. camphora resisting to stresses will determined, with the aim of elucidating the intraspecific variation in ecophysiological responses of C. camphora to heatwaves and drought. Results from this project will provide useful information for evaluating the capacity of C. camphora to cope with climate change, and for improving the theoretical understandings for ecological model modification. Furthermore, they will provide insights into selection of C. camphora varieties with high tolerance, exploitation of resources and policymaking on forest management.

近年来随着气候变暖，热浪和干旱事件频频发生，已对森林树木的生长和存活造成重大威胁。然而，树木应对热浪和干旱胁迫的生理生态机制目前仍不明确，特别是同一树种不同地理种源的应对机制有何差异仍有待试验探讨，这极大地限制了我们准确预测森林应对气候变化的能力。本项目以具有重要生态和经济价值的香樟(Cinnamomum camphora)作为研究对象，利用温室对气候和地理梯度明显的12个香樟地理种源进行热浪和干旱处理，研究不同地理种源香樟苗木在热浪和干旱胁迫期间以及胁迫后恢复阶段的生理生态特征，探讨碳动态和水力特征对香樟抗逆性的相对贡献，揭示不同地理种源香樟应对热浪和干旱胁迫响应机制的差异。研究结果将进一步阐释香樟应对气候变化能力的种内差异，以期为生态模型的修正提供基础数据和理论依据，并为香樟优良抗逆品种筛选、资源开发利用以及森林管理提供科学参考。

气候变化背景下，热浪和干旱等极端天气事件发生的频率和强度预计都会增强，严重威胁树木的存活和生长，从而对森林生态系统的生产力和功能造成负面影响。因此，探讨树木对热浪和干旱的响应规律及应对策略具有重要意义。然而，树木应对热浪和干旱的生理生态响应机制目前仍不清楚，特别是同一树种不同地理种源的树木在应对胁迫时的种内差异性仍有待试验探讨。本项目以具有重要生态和经济价值的香樟为研究对象，利用温室控制试验，探讨了八个不同地理种源香樟苗木在热浪和干旱胁迫期间以及胁迫后恢复阶段的生理生态特征，包括碳生理特征（生长指标、气体交换参数）和水分关系特征（水势、茎木质部导水率及栓塞化程度、水分利用效率）。结果显示，在土壤水分充足的情况下，短期热浪胁迫对香樟幼苗生长和生理的影响往往是有限的或是暂时的，但是热浪会加重干旱对植物的负面效应，说明在多重胁迫同时发生的情况下，干旱可能是更有决定性的因子。不同地理种源香樟的生长和生理在应对热浪和干旱胁迫及其交互作用时均表现出一定的种内差异性，在胁迫后恢复阶段也是如此。总的来说长势较好的种源，其生理指标的抗逆性一般表现较差。本项目的研究结果可为预测同一树种不同种群应对极端气候条件的能力提供理论依据，并为生态模型的修正提供基础数据。同时，研究结果也可为香樟优良抗逆品种筛选、资源开发利用以及森林管理提供科学参考。