在全球干旱加剧的背景下，森林的生长与稳定性面临严峻挑战，而人工林与天然林在结构、物种组成和更新动态上的显著差异，可能导致它们对干旱的响应不同；然而，关于长期干旱如何影响不同林分结构的森林生长，尤其是其响应的关键阈值，人们仍知之甚少，而在被誉为“亚洲水塔”和生态安全屏障的青藏高原开展这项研究尤为紧迫，因为明确这些差异对于通过主动和被动恢复相结合的方式，有效管理该区域森林、维系其关键的碳汇与水源涵养功能以应对气候变化至关重要。基于这一关键科学问题，四川师范大学西南土地资源评价与监测教育部重点实验室李婷副研究员联合澳大利亚西悉尼大学David T. Tissue教授对此开展了系统研究，相关成果以《Contrasting Drought Thresholds Between Natural and Planted Forests on the Tibetan Plateau: Implications for Adaptive Plantation Transformation》为标题于近期发表在生态学和全球变化研究领域的国际权威期刊《Global Change Biology》上。

图1 研究区概况

研究团队通过评估帕尔默干旱严重指数（PDSI），并结合青藏高原森林物种丰富度、树木密度和林龄等林分结构指标，系统比较了天然林与人工林生长的长期响应模式，并识别了影响其抗旱性的关键阈值。该研究主要发现了以下结果：

1、人工林干旱耐受性更低：研究发现，人工林经历了更频繁、更严重的干旱事件。更重要的是，人工林的生长对干旱更为敏感：当PDSI低于-1.65时，其生长速率就开始显著下降；而天然林则能耐受更严重的干旱，直到PDSI低于-2.50时生长才受到影响。

图2 自然林与人工林之间的森林生长率、林分年龄、物种丰富度和树木密度的密度分布

2、物种多样性存在“最优区间”：物种丰富度在长期干旱下能提高森林的抗旱性。然而，在物种高度丰富的天然林中，过高的多样性反而可能抑制生长，加剧种间竞争。相比之下，对于通常树种单一的人工林，将物种丰富度提升至中等水平（3-5种）最能有效平衡生长与抗旱性。

图3 在自然林和人工林下，生长速率对干旱强度、林分年龄、丰富度和树密度的变化

3、幼龄与高密度林分最脆弱：幼龄林，尤其是林龄小于20年的人工林，对干旱最为敏感。同时，过高的树木密度会加剧树木间对水分的竞争，显著降低林分的生长和抗旱能力。当人工林密度超过1250株/公顷时，这种负密度制约效应尤为明显。

图4 干旱强度对天然林和人工林中不同树木密度组森林生长率的影响

4、生长驱动机制不同：结构方程模型分析揭示，天然林的生长主要受林龄更替过程影响，而人工林的生长则主要由林龄、负密度效应和物种多样性的互补效应驱动。

图5 物种丰富度、森林结构和气候变量对天然林和人工林生长速率的直接和间接影响

基于这些发现，研究团队提出了一个新颖的“结构阈值框架”，为增强人工林抗旱性提供了具体的管理路径。核心建议包括：对年轻、过密的人工林进行目标性间伐，以降低树木密度；同时通过补植耐旱树种，将林分多样性提升至中等水平。这种“近自然恢复”策略，旨在不损害森林生产力的前提下，显著提升其应对干旱的能力，从而维护和增强森林关键的碳汇与水源涵养功能。该研究为理解气候变化下森林生态系统的脆弱性提供了理论依据，并为青藏高原乃至全球受干旱威胁的人工林管理指明了精准干预的方向。

该项研究得到了国家自然科学基金（42301110）、四川省科学技术计划项目（2026NSFSC0135）、四川省自然资源厅任务导向型研究项目（ZDKJ-2025-004）以及四川省测绘地理信息学会项目（CCX202505）的支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/gcb.70780

图6 论文封面

供  稿：李婷

编辑：鲍乾   审核：王霞   终审：彭立