学院焦亮教授研究团队在中国干旱区山地广泛收集了来自52个不同地点的树木年轮宽度样本,并整合了国际年轮数据库中涵盖139个站点数据,成功构建了一个覆盖中亚干旱区山地森林生态系统的树木年轮宽度网络。在此数据基础上,团队运用了生态弹性力模型与VS(Vaganov-Shashkin)树木生长过程模型,从树种效应、恢复潜力以及生境异质性等多个维度深入分析了中亚干旱区针叶树径向生长对干旱的响应机制。研究揭示云杉与冷杉属树种在面对干旱胁迫时,其生长受到显著限制,展现出对水分胁迫的敏感性。相比之下,在湿润的生境条件下的落叶松与松属树种凭借较强气候适应能力可以更好地生长。在全球气候变化导致干旱事件频发的背景下,研究成果剖析了中亚干旱区针叶树在干旱胁迫下的生态弹性轨迹,为深入理解针叶林径向生长的适应性提供了宝贵信息,对指导干旱区山地森林生态系统可持续发展具有重要意义。
面对全球气候格局的深刻变迁,森林生态系统面临着前所未有的挑战与不确定性。森林管理策略的制定必须更加精细化与科学化,要充分考虑到不同树种对气候胁迫的差异化适应特性。同时,有效的土壤水分管理策略对于维护干旱频发的区域内的森林生产力至关重要。因此,保护干旱敏感区针叶林资源、挖掘并利用其补偿性生长潜力,以及调整管理策略以增强树木的恢复能力,显得尤为重要。
图1 中亚干旱区不同针叶树种对干旱的响应模式
图2 干旱驱动下中亚地区主要针叶树生长抵抗和恢复轨迹
图3 干旱驱动下云杉和油松径向生长-弹性力-水分利用耦合动态
近年来,焦亮教授团队在树木年轮生态学领域取得了一系列成果,围绕树木生长对气候变化响应、树种生长弹性力轨迹、针叶树生长过程模型模拟等开展了研究,相关研究成果已发表在《Global and Planetary Change》《Forest Ecology and Management》《Forest Ecosystems》《Science of The Total Environment》等中科院一区期刊上。研究得到了国家自然科学基金(42371038)、西北师范大学重大科研项目培育计划项目(WNU-LKZD2022-04)、甘肃省基础研究创新群体项目(22JR5RA129)的共同资助。代表性成果列举如下:
1. Xue, R., Jiao, L*., Zhang, P., et al. Climatic habitat regulates the radial growth sensitivity of two conifers in response to climate change. Forest Ecosystems, 2025, 12:100282.(中科院一区)
2. Zhang, P., Jiao, L*., Xue, R., et al. Siberian larch is better adapted to stress in wet-stressed areas than in drought-stressed areas. Global and Planetary Change, 2024, 243:104624.(中科院一区)
3. Du, D., Jiao, L*., Wu, X., et al. Drought determines the growth stability of different dominant conifer species in Central Asia. Global and Planetary Change, 2024, 234:104370.(中科院一区)
4. Zhang, P., Jiao, L*., Xue, R., et al. Wet events increase tree growth recovery after different drought intensities. Science of The Total Environment, 2024, 924:171595.(中科院一区)
5. Xue, R., Jiao, L*., Zhang, P., et al. The key role of ecological resilience in radial growth processes of conifers under drought stress in the subalpine zone of marginal deserts. Science of The Total Environment, 2023, 903, 166864.(中科院一区)
6. Wu, J., Jiao, L*., Zhu, X., et al. Different resource allocation strategies of two dominant conifer species to the heterogeneous environments in the Qinghai-Tibet Plateau. Forest Ecology and Management, 2024, 563: 121986.(中科院二区,Top期刊)