拔尖計劃學生彭若男同學以第一作者在《Global Change Biology》發(fā)表拔尖成果

我院2017級生態(tài)學專業(yè)本科生彭若男同學以第一作者在《Global Change Biology》發(fā)表拔尖計劃研究成果文章“Tree growth is connected with distribution and warming-induced degradation of permafrost in southern Siberia”。

生長在多年凍土層南緣的半北方森林和北方森林易受氣候變暖的影響。然而，氣候變暖如何威脅分布在多年凍土上的優(yōu)勢樹種的生長仍有待確定，特別是在變暖引起的多年凍土退化的同步過程中。西伯利亞南部多年凍土區(qū)的樹木生長對氣溫升高和變暖引起的多年凍土區(qū)退化高度敏感。本研究在10個北方森林樣地對535株優(yōu)勢種落葉松(包括興安落葉松Larix gmelinii和西伯利亞落葉松L. sibirica)和白樺(Betula platyphylla)的樹輪寬度進行了研究。比較了位于兩個多年凍土區(qū)的樣地樹木年輪基面積指數(shù)(BAI)與氣溫、降水和帕爾默干旱程度指數(shù)(PDSI)的關(guān)系。結(jié)果表明，氣候變暖導致的凍土退化通過增加根層額外的水分來源來影響樹木徑向生長。

圖2 不同多年凍土區(qū)生長季白樺和落葉松的BAI-PDSI移動窗口相關(guān)性分析

研究表明，多年凍土通過改變不同根系深度的木本植物根系環(huán)境來影響樹木徑向生長。在島狀多年凍土區(qū)，多年凍土退化顯著促進白樺生長（P<0.05），因多年凍土融化滿足其水分需求而不再受到干旱脅迫。 然而，落葉松由于其淺根系而徑向生長受到干旱的影響。 在零星不連續(xù)多年凍土區(qū)，白樺和落葉松均受益于多年凍土融化，落葉松的徑向生長量對PDSI變化不再敏感（P<0.05）。

圖3 (a)島狀多年凍土和零星不連續(xù)多年凍土的植被和多年凍土概況

本研究以西伯利亞西伯利亞南部多年凍土區(qū)南緣北方森林為研究對象，分析了白樺和落葉松的徑向生長及其與氣候因子的關(guān)系。研究結(jié)果表明，在氣候變暖的背景下，多年凍土活動層垂直深度的變化改變了不同根系深度的木本植物的根系環(huán)境，顯著影響了樹木的生長以及生長與氣候的關(guān)系。在未來持續(xù)變暖的背景下，永久凍土的融化可能導致新的穩(wěn)定狀態(tài)，導致針葉林逐漸演化為闊葉林。本研究為樹木生長對氣候變暖和多年凍土退化的適應機制提供了證據(jù)，未來有必要監(jiān)測永久凍土活動層厚度的變化，以更好地預測森林動態(tài)。

北京大學城市與環(huán)境學院2021級研究生彭若男為第一作者，劉鴻雁教授為論文通訊作者。該成果獲得國家自然科學基金(41790422,41901057)，地理科學拔尖人才培養(yǎng)計劃等項目資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1111/gcb.16284

第一作者簡介

彭若男，北京大學城市與環(huán)境學院2017級生態(tài)學專業(yè)本科生，2018年9月加入拔尖計劃基地，師從劉鴻雁老師開展科研訓練。曾獲北京市優(yōu)秀本科畢業(yè)設(shè)計獎、北京大學“挑戰(zhàn)杯”特等獎、北京大學學習優(yōu)秀獎、“未名地理學士”稱號、鐵漢一等獎學金等，畢業(yè)后保研至北京大學城市與環(huán)境學院繼續(xù)攻讀生態(tài)學專業(yè)碩士學位。

指導教師簡介

劉鴻雁，北京大學博雅特聘教授，國家杰出青年基金獲得者，科技部“植被恢復與固碳耗水”創(chuàng)新團隊負責人，德國洪堡學者。從事植被生態(tài)學與植物地理學研究，系統(tǒng)開展全球變化背景下東亞生態(tài)脆弱區(qū)研究。在Nature Communications, Global Change Biology, Earth Science Reviews等刊物發(fā)表SCI論文200余篇，出版《植物地理學》等教材及《第四紀生態(tài)學與全球變化》等。曾獲教育部自然科學獎二等獎、北京市教學成果一等獎、北京大學教學卓越獎等。擔任中國生態(tài)學會常務理事、中國地理學會生物地理專業(yè)委員會主任及中國遙感應用協(xié)會環(huán)境遙感分會理事長等學術(shù)職務。