
图1:西南桦形态特征及异速生长关系

图2:西南桦的竞争、养分、菌根侵染状况

图3:西南桦异速生长结构方程模型分析
林木异速生长对于混交林的稳定性以及木材产量和质量均具有至关重要的作用,然而林木异速生长对于种间竞争和互补的响应规律尚未明晰。热林所森林经营研究团队基于西南桦(Betula alnoides)与黑木相思(Acacia melanoxylon)、大花序桉(Eucalyptus cloeziana)、思茅松(Pinus kesiyavar.langbianensis)和格木(Erythrophleum fordii)的混交试验,构建了“强空间竞争+固氮树种、强空间竞争+非固氮树种、弱空间竞争+固氮树种、弱空间竞争+非固氮树种”4种西南桦混交模式。通过6年生林分的生长调查以及总氮和总碳含量、水分和养分利用、菌根侵染等的测定分析,揭示了西南桦与各树种间的竞争和互补关系,系统阐明了混交对西南桦异速生长的影响机制。
结果表明,混交林内西南桦异速生长与伴生树种呈现出高度相关性。伴生树种的强空间竞争,通过改变西南桦水分利用策略促进其树高生长,进而影响树干异速生长;与固氮树种混交,改善了西南桦的养分条件,进而促进了其胸径、树高和树冠的协同生长,因而并未显著改变西南桦树干和树冠的异速生长。伴生树种的空间竞争和固氮作用显著影响西南桦与外生菌根真菌的共生关系。结构方程模型分析进一步揭示了西南桦的水分和养分利用效率经由改变树高生长而影响其树干异速生长,而树冠异速生长则受到菌根真菌共生关系的影响。总体而言,伴生树种主要通过改变西南桦与外生菌根真菌的共生关系和资源(水分、养分、空间)利用策略影响其异速生长。因此,基于养分改善和适度竞争的混交树种配置是混交林成功营建的基础。研究不仅从地上和地下资源利用竞争、互补的视角增进了对于混交调控林木异速生长机制的理解,亦为珍贵树种混交林经营提供了理论依据。
相关成果以“Tree allometry responses to competition and complementarity in mixed-species plantations ofBetula alnoides”为题,发表于林学一区期刊《Forest Ecosystems》。2020级博士研究生陈铂垚为论文第一作者,王春胜副研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目 (31972949) 和中国林业科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目 (CAFYBB2023MB006) 的资助。