地震后,森林生長(zhǎng)如何變化?中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所獲悉,通過(guò)建立全球樹(shù)輪年表與1900年以來(lái)地震事件的時(shí)空聯(lián)系,中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所、青藏高原地球系統(tǒng)與資源環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員梁爾源等研究發(fā)現(xiàn),在中緯度地震帶相對(duì)干燥的地區(qū),地震后10年內(nèi)樹(shù)木生長(zhǎng)量顯著增加,且對(duì)降水響應(yīng)的敏感性增強(qiáng),潛在機(jī)理可能是地震后產(chǎn)生的地表裂隙促進(jìn)降水向深層土壤入滲,增加了樹(shù)木可利用的水分和養(yǎng)分。在年降水量相對(duì)較大的區(qū)域,震后樹(shù)木生長(zhǎng)顯著降低,可能是由于更多入滲增加了土壤侵蝕和養(yǎng)分流失。
北京時(shí)間2月20日18:00,該成果在線發(fā)表于《自然·地球科學(xué)》,為探索地球圈層之間相互作用的過(guò)程與機(jī)制提供了新思路。
該文章的第一作者,中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所高姍副研究員介紹,全球山地森林面積大于900萬(wàn)平方公里,占全球森林總面積的23%,多數(shù)位于地震帶上,常受到地震等地質(zhì)活動(dòng)干擾。
地震過(guò)程釋放巨大能量,地震波引發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害不僅造成樹(shù)木莖干、枝或根斷裂、扭曲等物理?yè)p傷,還可通過(guò)改變土壤結(jié)構(gòu)、水文條件、營(yíng)養(yǎng)狀況、競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度等間接影響樹(shù)木生長(zhǎng)。目前,科學(xué)家對(duì)于地震干擾對(duì)全球山地森林樹(shù)木生長(zhǎng)影響的空間格局及其恢復(fù)過(guò)程尚不清楚。
樹(shù)輪具有空間分布廣泛、時(shí)間分辨率高以及連續(xù)性強(qiáng)的特點(diǎn),可以記錄長(zhǎng)期環(huán)境變化信息,是研究地震對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響的天然載體。
研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)樹(shù)輪樣點(diǎn)受地震影響情況,地理位置,結(jié)合氣候特征,將全球山地森林劃分為七個(gè)研究區(qū)域,在樹(shù)輪寬度序列中分離出地震等干擾信息,探究了地震對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)的影響。
研究發(fā)現(xiàn),在全球多個(gè)研究區(qū),震后出現(xiàn)樹(shù)木生長(zhǎng)增加與減少的樣點(diǎn),在氣候條件或地形特征上存在明顯差異。在中緯度多個(gè)研究區(qū),地震后多年平均樹(shù)木生長(zhǎng)增加的樣點(diǎn)主要分布在降水較少或不利于降水儲(chǔ)存的地區(qū);而在降水量較大的地區(qū),地震后多年平均樹(shù)木生長(zhǎng)普遍下降。
在樹(shù)木生長(zhǎng)增加的地區(qū),地震后樹(shù)木生長(zhǎng)對(duì)生長(zhǎng)季降水的利用率升高。遙感觀測(cè)的土壤水與降水的相關(guān)關(guān)系在地震后也減弱,說(shuō)明土壤水增加。這些證據(jù)表明,地震擾動(dòng)后產(chǎn)生地表裂隙與松動(dòng)的樹(shù)根或巖石與土壤的接觸面,有利于大孔隙流的形成,增加生長(zhǎng)季降水入滲;在降水較多的地區(qū),過(guò)度增加的入滲可能引發(fā)土壤侵蝕和養(yǎng)分流失,不利于樹(shù)木生長(zhǎng)。
該研究表明,地震可通過(guò)改變地表結(jié)構(gòu),影響降水再分配過(guò)程,從而影響長(zhǎng)期樹(shù)木生長(zhǎng)趨勢(shì),揭示了巖石圈-大氣圈-生物圈多圈層鏈?zhǔn)巾憫?yīng)的時(shí)空過(guò)程,是體現(xiàn)地球系統(tǒng)過(guò)程與功能的典型案例。同時(shí),該研究強(qiáng)調(diào)了樹(shù)輪的時(shí)空(多圈層連接)隧道作用,是打破圈層隔離,理解地球系統(tǒng)復(fù)雜性的重要研究載體。
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