樹木冠層構型是枝干在空間上的分配方式，其與葉片和主干性狀共同定義了一棵樹的空間表現形式和特點。冠層構型可以調節樹木冠層對光的截留并最終影響樹木的碳水循環過程，其時空變異性反映了樹木生長過程中的競爭機制以及對氣候條件變化的防御機制。因此，深入探討冠層構型的時空變異性及其影響因素是進一步理解樹木生長在全球氣候變化背景下的生態生理響應的重要前提。目前，依托于全球植物性狀數據庫的建立和完善，對于樹木主干和葉片性狀空間分布及其對氣候條件響應的研究相對較多；而受限于觀測手段，對樹木冠層構型空間變異性及其影響因素的研究還停留在理論假設階段，亟需進一步探討。
中國科學院植物研究所郭慶華研究組以蒙古櫟為例，利用地基激光雷達技術定量化地探討了我國北方樹木冠層構型的空間異質性、與主干和葉片性狀的耦合機制及對氣候條件的適應機制。研究結果表明，蒙古櫟的冠層構型性狀受降雨和氣溫的共同影響并表現出了顯著的空間變異性差異，且與葉片性狀間表現出了極強的耦合效應。這一現象反映出冠層構型在主干和葉片之間起到了一個“橋梁”的作用來平衡蒙古櫟對光、水資源的需求。在相對濕冷的環境里，蒙古櫟更傾向于“樹狀”生長，會加快縱向生長并增大樹冠比例來競爭光資源；而在相對干熱的環境里，蒙古櫟更傾向于“灌木狀”生長，通過控制生長高度并形成多層“自陰”效果來減少水分丟失。據預測我國北方干旱半干旱區氣候將趨于干熱化，蒙古櫟將逐漸從“樹狀”向“灌木狀”過渡。在現有的植被動態模型中這一現象并沒有被考慮，將會極大影響現有的我國北方碳循環模型模擬的結果。文章在審稿過程中受到期刊主編和審稿人的高度評價，認為該研究很好地填補了現有研究的空白，對理解樹木冠層構型和環境因子與功能性狀之間的關系帶來了全新的視角。
該研究成果于2月13日在線發表于國際學術期刊Journal of Geophysical Research: Biogeosciences。郭慶華研究組副研究員蘇艷軍為文章第一作者，研究員郭慶華為通訊作者。該研究得到中科院前沿科學重點研究項目、國家自然科學基金委面上項目和中科院“百人計劃”等的資助。
