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　　西雙版納熱帶雨林地處世界大三雨林群系之一：印度—馬來(lái)雨林群系的北緣，溫度和降雨條件都處在雨林生態(tài)系統的最低水平，被認為是研究氣候變化與生態(tài)系統關(guān)系的理想天然實(shí)驗室，歷史數據和模型模擬的結果均表明，中國西南部分地區及中南半島部分地區未來(lái)遭遇干旱的概率和強度將增加。為探究降雨減少對西雙版納熱帶雨林的影響，全球變化研究組于2011年初在中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園原始林內搭建了大型人工減雨控制實(shí)驗（30m×30m，50%投影面積遮擋），并開(kāi)展了連續多年的土壤、植物監測。 

　　水分控制的第8-9年，大樹(shù)的死亡率增加導致植物碳庫驟降；減雨處理的凋落物輸入和異養輸出均大于對照，凈碳匯量也大于對照，導致土壤最上層1米碳氮養分增加，然而這并不能補償植物碳庫的損失和幼苗的減少，減雨第10年的幼苗調查數據顯示，減雨單位面積幼苗（胸徑＜1cm，高度＞1m，主干已完成木質(zhì)化）數量顯著(zhù)低于對照。大樹(shù)在第8年的死亡率增加及幼苗數量的減少（僅僅為對照的2/5）指示了更為嚴重的生態(tài)影響可能會(huì )發(fā)生在未來(lái)數十年（林下光變強，導致升溫，進(jìn)而導致大氣濕度減小），持續的減雨可能導致樣地群落發(fā)生演替。另一方面，由于模擬干旱對植物碳匯的負面影響直到控水的第8年才逐漸顯示出來(lái)，可以認為西雙版納熱帶雨林對干旱有著(zhù)一定的抵御能力。為進(jìn)一步探討西雙版納熱帶雨林碳交換對干旱的敏感性、恢復力，利用渦度相關(guān)法獲得的碳通量及相關(guān)氣象數據（12年）進(jìn)行了一系列分析，殘差分析表明，西雙版納熱帶雨林對土壤干旱（由土壤體積含水量VWC，指示）的響應遠不及對大氣干旱（由飽和水氣壓差VPD,指示）的敏感，或許與植物可在干季利用更深層的水分有關(guān)。樹(shù)木生長(cháng)環(huán)的數據也表明，對于存活下來(lái)的個(gè)體，在較為嚴重的干旱來(lái)臨時(shí)，樹(shù)木徑向生長(cháng)變緩甚至萎縮，但之后對雨季的徑向生長(cháng)不構成影響，這說(shuō)明存活的樹(shù)木較好地適應了季節干旱。 

　　本研究對幼苗的關(guān)注及年內時(shí)間尺度的分析拓展了對熱帶雨林與干旱關(guān)系的認知。首先，與以往的認知不同，熱帶雨林中對長(cháng)期土壤干旱最敏感的可能不是大樹(shù)，而是幼苗，后者代表著(zhù)森林的未來(lái)。其次，短時(shí)間尺度上，熱帶雨林碳交換對大氣干旱更為敏感，當前的群落尺度實(shí)驗還很難控制大氣干旱，這是未來(lái)的干旱實(shí)驗需要考慮的問(wèn)題。最后，森林樹(shù)木死亡率的增加和碳庫的減少往往發(fā)生在模擬干旱多年后，也就是“累積”干旱到一定閾值，未來(lái)研究森林與干旱的關(guān)系時(shí)，有必要把時(shí)間單位設置更長(cháng)，長(cháng)時(shí)間尺度的野外觀(guān)測能為更準確預測氣候變化與森林的未來(lái)提供寶貴的，最直接的資料。 

　　該項成果以“The cumulative drought exert disruptive effects on tropical rainforests in the northern edge of Asia - Based on decadal dendrometric measurements and eddy covariance method”為題發(fā)表在“Agricultural and Forest Meteorology”上。研究受到國家自然科學(xué)基金項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目、中國科學(xué)院135項目和云南省基礎研究發(fā)展計劃項目的資助。 

　　樹(shù)干月際相對生長(cháng)速率 (RGR)。橙色垂線(xiàn)代表空缺，藍色橫線(xiàn)代表生長(cháng)速率=0， 數據均值 + se (n = 19–28)。CK:對照，TFR：控水 

　　逐月土壤碳通量， CK：對照，TFR：控水。HR：異養呼吸碳輸出，均值 ± se (2011–2016, n = 5; 2017–2019, n = 4)。LF:凋落物碳輸入 NET:土-氣界面凈碳通量 (正值代表土壤凈碳排放，負值代表土壤凈碳吸收). 

　生態(tài)系統凈碳交換殘差NEEres（渦度相關(guān)法得到的實(shí)測生態(tài)系統凈碳交換 (NEE)減去 Michaelis–Menten模擬得到的NEE）與土壤體積含水量 (VWC)的關(guān)系。數據為2003年-2014年采集. 橙色線(xiàn)為平滑趨勢線(xiàn), 藍色橫線(xiàn)為NEE=0.