华南植物园树木生长和模拟研究获进展

黑云杉芽的不同生长状态及其相对应的树干木质部与韧皮部的生长状态

树木的初级生长包括春天发芽、开花，及生长季内枝、叶的生长和根系的衍生，次级生长包括生长季内树干、枝及根系的粗生长。初级生长和次级生长在全球生态系统固碳中起着至关重要的作用。  

中国科学院华南植物园森林生态与模拟研究组研究员黄建国及其合作者通过连续观测北寒带针叶林黑云杉和香脂冷杉两个优势树种在四个生长季（2010-2013年）的初级生长和次级生长，首次运用混合效应模型（Mixed-effects model）定量了它们之间的潜在关系。突破性地发现：北寒带针叶树的木质部形成（细胞数量）是芽的物候，枝和叶的生长量，韧皮部的活动及其它与树种和样点有关因子的函数，并且这两个树种木质部的开始生长都在发芽之前。这表明发芽之前木质部形成的主要能量源于前一年储藏的非结构碳，而发芽后的主要能量源于新的光合作用产物。寒带针叶树春季发芽后初级生长和次级生长是同步的，并且在树木内部可能存在一个最佳的自我调节机制，在生长季内同时合理分配光合产物和已经储藏的非结构碳以用于不同器官的生长。这项研究首创性地将初级生长和次级生长之间的协调关系定量化，从而连通了物候模型领域、森林生产力和碳循环模型领域，预期将有助于提高森林生态系统长短期碳储量和碳平衡预测的准确性。  

相关研究成果已撰写题为Xylem formation can be modeled statistically as a function of primary growth and cambium activity 的学术论文，在线刊登在植物学国际期刊New Phytologist上。该研究得到中国科学院百人计划项目和华南植物园科研启动项目（201401）以及加拿大国家科学基金委(NSERC)的资助。