树木地理分布限界形成的生理机制取得重要进展

Advance in eco-physiological mechanism of tree distribution limit formation

植物分布格局成因及其对全球变化的响应是植物地理研究的核心内容，也是制定适应气候变化的森林经营策略的重要前提。

中国林业科学研究院林业研究所刘建锋研究员及其研究团队在国家自然科学基金（批准号：41371075）的资助下，以广布种栓皮栎（Quercus variabilis）为例，开展了树木地理分布限界形成的生理机制探索。研究团队率先建立栓皮栎全分布区研究样带（南北、东西及海拔），从碳供应、养分、生长、更新及防御等多角度展开以栓皮栎为代表的栎类植物地理学系统研究。研究发现，栓皮栎北方分布限界的形成不受碳限制或养分限制所驱动；其径向生长随着纬度和海拔增加而增加，随经度增加而下降；与水热条件相比，竞争在决定栓皮栎生长方面发挥着主导作用。上述发现不支持低温限界传统理论中的碳/养分限制假说和生长抑制假说，但在宏观尺度上验证了胁迫梯度理论。同时发现栓皮栎分布的北部、中部和西部区域种群呈进展型，而南部和东部区域种群呈衰退型。限制种群更新的最主要环境因子为林分郁闭度、年降雨量和土壤pH值。在纬向防御格局方面，发现不论成年树还是幼树，栓皮栎叶片的化学防御物质浓度（总酚TP和总浓缩单宁TCT）和植食压力均随纬度的增加而下降；与成年树相比，幼树遭受更强烈的植食侵害并具有更高的化学防御物质浓度。植食压力、极端最低温和年降雨量成为刻画栓皮栎纬向防御格局的主要驱动因子。这一结果对于理解气候变化情景下植物适应策略以及在完善现代植物防御理论等方面具有重要价值。

该研究不仅从生物关系角度为树木分布限界理论的发展开辟了新的思路，亦对我国栎类林管理和经营具有重要的启示意义和参考价值。该研究系列成果在国内外重要学术期刊Forest Ecology and Management、Frontiers in Plant Science、Scientific Reports、《应用生态学报》和《生态学报》等共发表学术论文13篇，包括SCI索引论文5篇。

树木分布限界形成的概念模型