藏东南色季拉山不同海拔急尖长苞冷杉形成层活动及其气候阈值

Climate threshold for cambium activity of trees is a key ecological indicator to evaluate responses of forest ecosystem to climate change. The southeastern Tibetan Plateau hosts altitudinal gradients of Smith fir (Abies georgei var. smithii) forest (3550-4400m) in Sygera Mountain, providing an ideal platform to study the responses of seasonal cambium activity to climate change. Past studies showed that low temperature was a dominant clmate factor for controlling tree growth of Smith fir along altitudinal gradients. However, which climate factor is crucial to limit its cambial activity and whether there are climate thresholds for its cambium activity along an altitudinal gradient? Up to date, we can not answer this question. In this project, four study sites will be selected along an altitudinal gradient in Smith fir in southeastern Tibetan Plateau. By investigating the timing and dynamic of xylogenesis and their links with microclimatic data, we aim to identify the climate drivers for cambium activity and its thresholds. This project can lay a tree physiological foundation for understanding the mechanisms for the responses of alpine forest ecosystems to climate change.

树木形成层活动的气候阈值是评估森林生态系统对气候变化响应的关键生态指标。藏东南色季拉山拥有完整的急尖长苞冷杉垂直分布带谱 (3550-4400m)，为研究树木形成层活动的气候阈值提供了理想材料。已有的树轮研究揭示，最低温是海拔梯度带上急尖长苞冷杉生长的主要限制因子。然而，从形成层活动角度，不同海拔梯度上急尖长苞冷杉生长是否具有一致的气候限制因子及阈值特征？迄今我们无法回答这一问题。围绕以上科学问题，本项目拟在藏东南色季拉山急尖长苞冷杉3800m、4000m、4200m及林线4400m四个海拔梯度上布设监测样点，开展形成层活动与微环境的同步监测研究，旨在揭示不同海拔急尖长苞冷杉形成层分裂、细胞扩大、次生壁加厚等阶段的详细动态过程，探讨驱动上述过程的主要气候因子的阈值特征，为理解高山森林生态系统对气候变化的响应机制奠定生理基础。

树木形成层活动的气候阈值是评估森林生态系统对气候变化响应的关键生态指标。藏东南色季拉山拥有完整的急尖长苞冷杉垂直分布带谱 (3550-4400m)，为研究树木形成层活动的气候阈值提供了理想材料。已有的树轮研究揭示，最低温是海拔梯度带上急尖长苞冷杉生长的主要限制因子。然而，从形成层活动角度，不同海拔梯度上急尖长苞冷杉生长是否具有一致的气候限制因子及阈值特征？围绕这一科学问题，本项目在藏东南色季拉山急尖长苞冷杉3800m、4000m、4200m及林线4400m四个海拔梯度布置了监测样点，开展形成层活动与微环境的同步监测研究，发现最低气温是限制藏东南不同海拔急尖长苞冷杉形成层活动的主要气象因子，且存在限制其木质部分化开始的最低温阈值0.7 ± 0.4 ℃。基于最低温阈值，结合树木生理过程模型所模拟的树轮宽度指数与实测数据呈现较好的一致性，从而进一步证明了这一低温阈值的树木生理学意义，为理解高山森林生态系统对气候变化的响应机制奠定了树木生理基础。此外，本研究还揭示了，在藏东南冷湿环境下，大气最低温阈值主要通过调节木质部分化开始与结束的时间来控制生长季长度和高山树线的形成，为理解高山树线形成机制提供了新视角。