微气候如何调控北方森林四种树种幼苗春季物候对积雪减少的响应：林窗与林下的差异机制

编辑推荐：为揭示积雪减少背景下森林微气候对幼苗春季物候的调控作用，Yihan Cai等通过林窗/林下对照与积雪移除实验，发现积雪减少显著提前了所有树种在林窗的芽开放（Budburst）和展叶（Leaf-out），而仅Abies sachalinensis在林下表现出显著响应。该研究阐明了热量积累（Heat accumulation）与春季冻害（Spring freeze）的微气候权衡机制，为预测气候变化下森林更新提供了关键依据。

　　随着全球变暖加剧，北方森林积雪持续减少，这对依赖积雪保温的植物春季物候产生复杂影响。一方面，积雪过早消融可能加速热量积累（Forcing），促进芽开放（Budburst）；另一方面，失去积雪保护的幼苗易受春季冻害（Spring freeze）威胁。更复杂的是，森林内部微气候异质性显著——林窗（Canopy gap）与林下（Under canopy）在光照、温度等方面存在巨大差异，但目前尚不清楚这种差异如何调节幼苗对积雪减少的响应。北海道大学的研究团队通过精巧的野外控制实验，首次揭示了微气候与树种特性共同塑造春季物候响应格局的机制，相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用人工林窗构建（20×10 m）、积雪移除（模拟RCP6.0情景）和四树种（Acer pictum、Quercus crispula、Abies sachalinensis、Picea glehnii）幼苗移植相结合的方法，通过监测雪况动态、热量积累（10-days summed）、冻害事件及物候时序，解析微气候与积雪减少的交互效应。

结果部分：1. 积雪动态：积雪移除使雪消失提前9.6-12.6天（林下）和9.4-11.4天（林窗），林窗雪深显著大于林下（P<0.001）。2. 环境响应：积雪移除显著增加林下软冻害（Soft spring freeze，P<0.05），而林窗热量积累后期反超林下（DOY 141：F_1,18=13.428，P<0.01）。3. 物候差异：林窗芽开放比林下平均早5.2天（F_1,1381=34.98，P<0.001），积雪移除使林窗物候提前幅度达林下的1.8倍（交互作用P<0.01）。4. 树种特异性：早落叶树种A. pictum和Q. crispula仅在林窗显著响应积雪移除，而晚发芽的A. sachalinensis是唯一在林下也表现显著提前的物种（芽开放：F_1,397=92.11，P<0.001）。

讨论指出：林窗更强的热量积累驱动了更显著的物候提前，而林下增加的冻害风险削弱了积雪移除效应。树种响应差异与其物候策略相关——早发芽树种易受冻害抑制，而晚发芽的A. sachalinensis能规避冻害窗口期。该研究首次量化了微气候对积雪-物候关系的调控强度，为森林更新模型提供了关键参数。未来需结合长期观测，评估物候改变对幼苗存活的级联效应。