功能性特征与单株树木生长的关系会随着林分的发展而减弱，但随着温度的升高而增强

　　研究通过分析美国9828个样方228,981棵树木的数据，发现乔木生长-功能性状关系（GTRs）受林分年龄和区域气候调节：GTRs整体呈正相关（生长快且树高高的树种），但叶性状的影响因树种类型（被子植物与裸子植物）而异；林分年龄通过增加林分基面积和死亡率间接削弱GTRs，而升温则增强GTRs。建议在成熟林中混合种植快碳汇树种与长周期树种以提高长期固碳效率。

　　

摘要

1. 理解个体树木生长与功能特征之间的关系（GTRs）在时空变化方面的规律对于预测森林对环境变化的响应至关重要，这有助于长期的森林规划和可持续性管理。尽管在单个林分或具有相似气候和发育阶段的林分中经常观察到较弱的GTRs关系，但在较大空间尺度上的GTRs关系仍存在不确定性。我们假设，较大空间尺度上的GTRs受到林分发育和区域气候的影响，这些因素通过影响竞争强度和树木死亡率来调节GTRs关系。
2. 我们利用美国的森林清查数据（9828个样地，共228,981棵树）来研究林分年龄和区域气候（温度和气候湿度指数）如何调节GTRs关系。
3. 我们发现，相对树木生长率与与“获取型”生长策略相关的树干特征（更高的树高和更低的木材密度）之间存在正相关关系。然而，与“获取型”生长策略相关的叶片特征（更高的比叶面积、叶片氮和磷含量）则表现出不同的影响：这些特征促进了被子植物的生长，但抑制了裸子植物的生长。重要的是，随着林分年龄的增长，GTRs关系减弱；而随着年平均温度的升高，GTRs关系增强。结构方程模型显示，林分年龄通过增加林分基底面积和树木死亡率间接削弱了GTRs关系。
4. 综合分析：我们的研究结果表明，目前侧重于种植“获取型”树种以实现快速碳封存的措施可能在森林成熟后效果减弱，尤其是在旨在提供长期生态系统服务的保护性森林中。因此，将生长周期较长的保守型树种与“获取型”树种混种可能是一种长期增强碳封存的森林管理策略。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。