森林生长分异现象的原因及其机理- - 以白音敖包蒙古云杉林为例

通过定点、定位收集蒙古云杉 (Picea meyeri Rehd. et Wils. var. mongolica H. Q. Wu.) 测树学相关的生长指标、生境和小生境环境变化指标、植物生理指标等研究近几十年来气候变化条件下森林生长分异现象 (Divergence Problem，DP)。用相关分析法研究植物物候相变化、温度、干旱胁迫、土壤化学成分对植物生长的响应，以及这些因素与树木生长分异现象的关系。通过细分植物生长季物候相四个阶段，连续测定每个阶段的植物叶子、枝和根营养物质 (如淀粉) 动态变化，树干精确胸径 (DBH) 动态变化和植物芽、叶、枝生长率监测，与气候变化要素之间建立关联，解释森林生长分异现象复杂过程产生机理和内在本质的原因。

通过样方收集蒙古云杉植被群落结构和物种多样性，采集胸径生长变化数据建立与气温、土壤温湿度关系；采集蒙古云杉叶、枝、皮、根等器官样品，分析非结构性碳水化合物（淀粉和可溶性糖）的含量，完成季节动态非结构碳水化合物分析。利用胸径自动记录仪，同时记录蒙古云杉生长物候现象，云杉生长划分四个周期。通过树芯年轮系列研究，60年来蒙古云杉生长存在“生长分异现象”，这种分异现象开始于上世纪80年代初期。非结构性碳水化合物含量是树木生长重要生理指标，是解释生长分异现象原因。除了夜间外，蒙古云杉不同器官非结构碳水化合物含量日动态变化不明显。蒙古云杉新叶与老叶、新枝与老枝的非结构碳水化合物含量没有明显差别；但芽、叶、枝、皮、根不同器官淀粉含量季节变化很大，春天4、5月份淀粉含量最高，第二个峰值在生长最旺盛期。研究发现蒙古云杉在冬季并没有贮荐大量淀粉。可溶性糖全年维持相对恒定含量，只是冬季略高一些，但差别不显著。蒙古杉生长生理指标变化是温度与降水组合共同作用的结果，升温会导致淀粉含量下降，但植物有自我调节机制，一个生长季能恢复原来水平；可溶性糖含量变化比较恒定，温度越低可溶性糖含量有的上升。非结构碳水化物含量变化很大程度上解释森林生长分异现象的原因，但森林生长分异现象过程和产生机理十分复杂有待进一步研究。