在过去的几十年里，特别是自1980年以来，加速的气候变暖已经导致了永久冻土的显著融化及其分布区域的大幅减少。快速的气候变化和大气中二氧化碳浓度的增加极大地改变了这些地区生态系统的功能。最近的研究表明，在北方森林中，白桦等阔叶树种在落叶松林中的扩张日益显著。然而，对于这一现象背后的树木生长的生理机制仍知之甚少。

       基于此，本研究利用树木年轮分析仪LINTAB 6测量了大兴安岭冻土区白桦和落叶松的树木年轮宽度，并通过提取树木年轮的α纤维素测定了树轮稳定同位素δ¹³C和δ¹⁸O的值。研究比较了白桦和落叶松内在水分利用效率（iWUE）的时间序列。最后，基于结构方程模型揭示了树木iWUE与树木径向生长之间的潜在关系。

       结果表明，在1984-1985年间，研究区年平均气温显著增加，并伴随着强烈的冻土融化趋势（图1a）。同时，在气候变暖期（1985-2018年），白桦的径向生长呈现显著的（p<0.01）增加趋势，而落叶松径向生长则没有明显变化（图1b），但两种树木的iWUE均显著（p<0.01）增加（图2）。白桦树轮的δ13C和δ18O都与夏季的最高气温及iWUE显著正相关，而落叶松则没有表现出这种相关性（图3）。这表明白桦的叶片气孔导度对温度变化的响应较为敏感。气候变暖引起的白桦径向生长增加主要与其保守的水分利用策略有关。相比之下，落叶松则表现出挥霍的水分利用策略。这意味着在冻土区气候变暖会导致白桦比落叶松更具生长优势。

       研究成果以“Contrasting water-use strategies to climate warming in white birch and larch in a boreal permafrost region”为题发表在Tree Physiology期刊上。我院2020级博士研究生齐熙为第一作者，杜海波教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金（42271100；42371052）和黑土地保护与利用全国重点实验室（筹）开放合作基金（2023HTDGZ-KF-08）的支持。

       文章链接：https://doi.org/10.1093/treephys/tpae053 

图1. 研究区（a）冻土融化深度与年平均气温的变化，（b）树木径向生长的变化

图2. 研究区（a）白桦，（b）落叶松内在水分利用效率（iWUE）的变化

图3. 在气候基础期（1951-1984 年，黑色）和气候变暖期（1985-2018年，红色）

（a）白桦和（b）落叶松的iWUE对径向生长的潜在影响