近日，我校门徒張先亮教授與北京大學城市與環境pazaizhang.com劉鴻雁教授研究組合作在Nature子刊《Nature Communications》發表研究論文“Fading regulation of diurnal temperature ranges on drought-induced growth loss for drought-tolerant tree species”，量化了不同時間段內晝夜溫差與幹旱的交互作用對樹木生長的影響與樹種水力指數之間的關系👏🏽。

全球變暖背景下，幹旱的加劇造成大範圍的樹木生長下降或死亡現象，嚴重影響著森林的碳匯功能。已有研究一致表明白天升溫比夜晚升溫速率快加劇了幹旱對樹木生長的不利影響🦹，而夜晚升溫與幹旱的協同作用既可能加劇也可能緩解幹旱對生長的不利影響：人工模擬控製試驗的結果大多表明夜間增溫加劇了幹旱的不利影響，而自然條件下的研究表明夜間增溫減緩了幹旱的不利影響。這可能是不同樹種的不同抗旱策略導致樹木對夜間增溫的差異化響應🚣🏻‍♂️🧝‍♂️。由於不同樹種在面對幹旱時的應對策略不同，隨著變暖的加劇，晝夜溫差變化與幹旱的交互作用如何影響不同樹種的生長依然是一個謎題👩🏼‍🎓。

基於全球樹木年輪數據庫中23個分布廣泛樹種的2327個樣點數據，利用結構方程模型、增強回歸樹模式、線性混合模型等方法量化了上個世紀初以來晝夜溫差與幹旱的交互作用對樹木生長的影響與樹種水力指數之間的關系。結果表明：在晝夜溫差大的區域，對降水敏感的樹木生長受幹旱的不利影響較強，而對溫度敏感的樹木則受幹旱的影響較小。晝夜溫差降低（夜晚升溫快於白天）可以減緩幹旱導致的生長損失🧑🏿‍🦱，相反，晝夜溫差增加（白天升溫快於夜晚）增強了幹旱導致的生長損失。晝夜溫差與幹旱導致的生長損失之間的關系與樹種的抗栓塞能力存在顯著的正相關關系。對於抗旱樹種🤹🏼‍♂️📚，晝夜溫差縮小對幹旱造成生長損失具有顯著的緩解作用；然而，對於不耐旱的樹種，晝夜溫差變化與幹旱造成的生長損失之間不存在顯著相關（圖1）👩🏻‍💼。我們的結果也表明，自上個世紀初以來，整體上晝夜升溫速率的差異在增加，晝夜溫差在縮小😨，其與幹旱造成的生長損失之間關系逐漸減弱（圖1），尤其是對於抗旱樹種，晝夜溫差縮小對幹旱造成的生長損失的緩解作用在減弱。

圖1.晝夜溫差與幹旱導致的生長損失之間的相關系數與樹種的抗旱性之間的關系隨時間的變化

晝夜溫差調控幹旱導致生長損失在耐旱和不耐旱樹種之間可能存在不同的機製👨‍👩‍👦‍👦👩‍👧‍👦。耐旱樹種在晝溫升高快於夜溫時，幹旱加劇關閉氣孔，使得樹木生長下降，而夜溫升高快於晝溫時，雲量的增多減緩了幹旱對樹木生長的影響，樹木可以保持一定的氣孔導度，從而減緩了生長下降（圖2）🔵；另外🚜，由於樹木主要在夜間生長，夜溫升高導致了樹木的夜間呼吸增加，誘發次日光合作用增強以補償呼吸損失，從而使得生長損失降低。然而對於不耐旱樹種，其氣孔對於外界的幹旱變化不敏感，在不同晝夜溫差下都維持一定的氣孔導度，從而使得晝夜溫差變化對幹旱時的樹木生長損失沒有調控作用（圖2）🙆🏼‍♀️。

圖2.晝夜溫差變化調控幹旱導致的生長損失的可能機製

該研究表明未來晝夜溫差變化可能無法緩解幹旱對樹木生長的不利影響🙆🏼‍♂️，從而使得幹旱對所有樹木生長產生更加不利的影響🧑🏽‍🚒，當前尤其需要關註抗旱性強的樹木如何應對氣候變化🐖。

我院張先亮教授為第一作者，北京大學城市與環境pazaizhang.com劉鴻雁教授為通訊作者🏂🏿，合作者包括瑞士蘇黎世聯邦理工pazaizhang.com（ETH Zurich）Rubén Manzanedo、加拿大魁北克大學Tim Rademacher和城環pazaizhang.com博士後王璐🏄🏿‍♀️🆘。河北農業大學為第一完成單位，該研究得到國家重點研發計劃（No. 2022YFF0801803）和國家自然科學基金（No. 42161144008）等項目資助。