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干旱影响森林碳汇，森林对干旱的响应受多种因素影响，其中冠层高度作用机制不明。研究人员基于多种数据，用线性回归和随机森林模型，研究冠层高度对中国西南森林碳、水循环的影响。结果表明高树损失更多 GPP 和蒸腾，该研究为森林管理提供参考。
在全球气候变暖的大背景下，森林对于维持地球生态平衡有着举足轻重的作用。森林能够吸收大气中的二氧化碳，在全球碳平衡以及缓解全球变暖进程中扮演着关键角色。然而，近年来气候变化引发的干旱问题愈发严重，这对森林碳汇产生了深远的影响。干旱可能导致森林生长受阻甚至树木死亡，使得森林从原本吸收二氧化碳的碳汇，转变为释放二氧化碳的碳源，进而加剧气候变化带来的负面影响。
目前，虽然知道森林对干旱的响应受到诸多因素的综合作用，像气候因素（温度、降水等）、森林自身的特征（物种、林龄、冠层高度等）以及立地条件（土壤质量、海拔等），但各因素之间相互作用的机制十分复杂，仍存在许多未知。特别是冠层高度这一关键特征，它与森林在干旱条件下的生存和生长密切相关，却不清楚其具体的影响机制。在这种情况下，为了深入探究森林在干旱环境下的变化规律，中国的研究人员开展了一项针对中国西南地区森林的研究。
研究人员整合了标准化降水蒸散指数（SPEI）数据、总初级生产力（GPP）数据、植被蒸腾数据、冠层高度数据以及气候数据等多源数据。他们运用线性回归（LR）和随机森林（RF）模型，深入分析了冠层高度对森林 GPP 和蒸腾在 2010 年极端干旱期间的影响。研究最终得出结论：无论森林类型如何，GPP 和蒸腾的下降不仅与干旱强度有关，还取决于冠层高度。高大森林（>30 米）在干旱期间 GPP 和蒸腾的损失比矮森林（<20 米）更大，并且干旱强度的增加会增强这种冠层高度依赖性，在极端干旱条件下（SPEI < -2）表现得尤为明显。同时，冠层高度与 SPEI 和蒸腾都存在相关性（p < 0.001），这意味着高大森林需要更多的水分来维持生长。
该研究成果发表在《Agricultural and Forest Meteorology》上，具有重要的意义。它揭示了不同冠层高度森林耐旱性差异的原因，为森林动态研究和管理提供了关键的理论依据。有助于林业管理者制定更科学、更有效的森林管理策略，从而更好地应对气候变化带来的挑战，促进森林生态系统的可持续发展。
研究人员在开展研究时，主要运用了以下关键技术方法：首先是数据收集，从多个公开数据库获取所需数据，如从全球 SPEI 数据集获取 SPEI 数据，从 MODIS GPP 数据集（MOD17A3HGF）获取 GPP 数据等；其次运用线性回归（LR）和随机森林（RF）模型对数据进行分析，以此探究各因素之间的关系。
下面来看具体的研究结果：
- 干旱强度对森林 GPP 和蒸腾的影响：研究分析了不同干旱强度下，不同冠层高度森林的 GPP 和蒸腾变化。以高大冠层（>30 米）的常绿阔叶林（EBF）为例，在极端干旱条件下，其平均 ΔGPP（±1 标准误差）为 - 332.41 ± 9.25 gC/m2/year ，在严重干旱时为 - 191.62 ± 12.34 gC/m2/year ，中度干旱时为 - 127.55 ± 8.44 gC/m2/year ，无干旱条件下为 8.2 ± 6.22 gC/m2/year 。蒸腾量（ΔT）也呈现类似的变化趋势。这表明干旱强度越大，森林 GPP 和蒸腾受影响越大。
- 干旱诱导的生长下降取决于冠层高度：通过多源数据分析发现，无论森林类型如何，冠层高度对极端干旱期间森林 GPP 和蒸腾的变化有显著影响。高大森林在 GPP 和蒸腾方面的损失更大，在干旱条件下更为脆弱。这是因为高大森林虽然可能有更发达的根系获取深层土壤水分，但由于其水分运输路径长，运输效率降低，在干旱时木质部更容易发生空化和栓塞，影响树木生长。
研究结论部分再次强调，高大森林在干旱条件下 GPP 和蒸腾损失更大，且需要更多水分维持生长，这使得它们更容易受到干旱胁迫的影响。在讨论部分，研究人员指出，这些发现对于理解森林生态系统对干旱的响应机制至关重要，有助于进一步完善森林动态模型，为森林管理决策提供科学依据，例如在植树造林时可以根据当地的干旱风险合理选择树种和种植密度，从而提高森林的耐旱性和稳定性，更好地发挥森林在碳汇和生态保护方面的作用。
