黄土高原是一个脆弱生态带，对气候变化十分敏感。在全球不断变暖和大气CO₂浓度日益增加的背景下，该地森林生态系统中的树木生长对这种快速环境变化有着怎样的响应方式？升温和CO₂浓度升高对树木生长是促进还是抑制？森林生态系统对全球变化产生何种适应策略？未来森林生态系统经历什么样的动态变化过程？这些问题直接关系到该地森林生态系统的健康性和稳定性，同时也影响到森林系统的生产力和碳汇能力，是亟待解决的科学问题。

　　中国科学院地球环境研究所树木年轮研究课题组在黄土高原石门山地区采集油松样本展开相关研究。课题组建立了1645-2011年间树轮宽度、树轮稳定碳同位素比率（δ¹³C）和内在水分利用效率（iWUE）时间序列。气候响应分析发现温度是影响该地区树木径向生长的主要限制因子。5-9月平均相对湿度对石门山树轮稳定碳同位素分馏具有重要影响。1645-2011年，油松内在水分利用效率呈显著上升趋势，iWUE增加了27.1%。研究表明大气CO₂浓度（Ca）的增加引起叶片气孔导度降低，是影响油松内在水分利用效率长期变化的主要因素，Ca可以解释61%的iWUE的变化，而温度对iWUE年际变化具有重要影响。油松生态系统对Ca的持续增加表现出一定程度的适应性，其固碳能力增强。然而虽然大气CO₂浓度的增加促进了iWUE的增加，但并没有对树木径向生长产生“肥化效应”，没有抵消全球变暖对研究区树木径向生长的负面影响。

　　该研究有助于理解中国中北部油松森林生态系统长期动态变化对全球变化的响应，对研究森林生态系统水碳循环耦合关系具有重要价值，并为干旱区森林资源管理提供参考。

　　图1 （a）叶片内部CO₂浓度（Ci）和周围大气CO₂浓度（Ca），（b）¹³C分馏比率（Ci/Ca），（c）iWUE及基于Saurer等（2004）提出的Ca上升背景下植物和大气CO₂之间气体交换的三种不同情形计算得到的不同的植物内在水分利用效率变化

　　图2 油松STD年表与iWUE序列比较。（a）原始序列相关，（b）一阶差序列相关和（c）31年滑动相关

　　本研究得到了国家自然科学基金、第二次青藏科考、中科院先导专项和黄土与第四纪地质国家重点实验室的共同资助，相关研究成果于2022年8月发表在Forests期刊上。

　　原文详见：Ren Meng; Liu Yu; Li Qiang; Song Huiming; Cai Qiufang; Sun Changfeng. Responses of Tree Growth and Intrinsic Water Use Efficiency to Environmental Factors in Central and Northern China in the Context of Global Warming. Forests, 2022, 13(8), 1209. 

　　文章链接：https://doi.org/10.3390/f13081209