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研究人员监测刚果盆地树木木质部形成，发现种间和种内异步性，为理解森林碳动态提供依据。
# 刚果盆地森林树木木质部形成的奥秘：解开碳动态的关键
在地球的生态系统中，热带森林扮演着至关重要的角色，它们每年能吸收约 10% 的人为二氧化碳（
CO2）排放，是地球的重要 “碳汇”。然而，随着环境条件的加速变化，热带森林的碳固存能力也受到了挑战。比如在亚马逊地区，树木死亡率不断上升，这不仅影响了森林的生态平衡，还增加了异养呼吸，进而对全球碳循环产生了负面影响。
为了深入了解热带森林的碳动态，研究人员将目光聚焦在了树木生长的一个关键过程 —— 木质部形成（xylogenesis）上。木质部形成是一个复杂的周期性过程，它如同一场细胞的 “成长之旅”，包括细胞分裂、扩大、细胞壁加厚和木质化，最终以细胞程序性死亡结束，形成成熟的木质部细胞。这一过程不仅受到外部气候和土壤条件的影响，还与树木内部的激素和遗传因素密切相关。
在具有明显生长季节的地区，树木的木质部形成相对同步，与叶物候有着紧密的联系。但在赤道附近，尤其是刚果盆地，关于生长 - 碳吸收的时间滞后以及它与叶物候模式的关系，人们知之甚少。这一知识缺口限制了我们对森林生态系统的理解，也影响了我们对碳通量的准确估算。为了填补这些空白，来自多个研究机构的研究人员在刚果盆地的杨安比（Yangambi）地区展开了一项深入研究，相关成果发表在《BMC Plant Biology》杂志上。
研究人员选择了杨安比生物圈保护区作为研究地点，这里属于半湿润气候，有着独特的双峰降雨季节性。他们从 29 个永久样地中精心挑选了 6 种具有代表性的树木，包括 Scorodophloeus zenkeri、Panda oleosa 等，每种选取 3 棵树，共 18 棵进行重点监测。
在研究过程中，研究人员采用了多种先进技术。其中，微芯采样技术是关键一环，他们使用 Trephor 在树干上按照标准化螺旋方案采集微芯，这些微芯就像是树木生长的 “时间胶囊”，记录着树木生长的秘密。随后，通过一系列精细的操作，如脱水、包埋、切片和染色，将微芯制成适合显微镜观察的薄片。利用荧光显微镜，研究人员能够清晰地观察到不同的木质部形成阶段，准确判断形成层的活动状态。
研究结果令人惊讶，种间的形成层物候存在显著差异。在监测期间，Petersianthus macrocarpus 和 Synsepalum subcordatum 的所有个体形成层都处于休眠状态，而 Leplaea thompsonii 和 Trilepisium madagascariense 的所有个体形成层则表现出活跃状态。Scorodophloeus zenkeri 和 Panda oleosa 这两个物种更是展现出种内的变异性，部分个体形成层活跃，部分则休眠。
在形成层活动与叶物候的关系方面，研究发现两者之间缺乏明显的关联。尽管一些树木的形成层处于休眠状态，但它们的树冠上仍保留着大量老叶。例如，Petersianthus macrocarpus 和 Synsepalum subcordatum 形成层休眠，却分别保留了超过 90% 和 80% 的老叶；而 Trilepisium madagascariense 形成层活跃，同样保留了大量老叶。
这些研究结果具有重要意义。一方面，它们表明热带森林中树木的生长策略比我们想象的更加复杂多样，不同物种甚至同一物种的不同个体，对环境变化的响应都有所不同。另一方面，这种异步性可能会对森林的碳动态产生深远影响，树木在不同时间进行木质部形成和碳吸收，使得森林碳通量的估算变得更加困难。
研究人员也指出，目前的研究还存在一定局限性。热带森林物种丰富，个体差异大，现有的研究样本和时间跨度可能无法完全捕捉到所有的变化。未来，需要开展更长期、更广泛的监测研究，涵盖更多物种和个体，同时结合先进的技术手段，如木材密度分析、生长轮边界检测等，进一步深入探索热带森林的碳动态机制，完善生态系统模型，为保护和管理热带森林提供更科学的依据。
