森林冠层通过光合作用固定大气中的二氧化碳，树木主干利用冠层生成的有机物进行形成层分裂与加厚，树木冠层的同化作用和树干的径向生长在气候变化过程是否同步变化存在争议，同步或差异性变化是否与这2个过程对气候因子响应特征有关也是目前关注热点，尤其是同一树种在不同气候背景下仍待研究。兴安落叶松（Larix gmelinii）作为我国寒温带针叶林主要建群种，对气候变化比较敏感。因此，由南向北选取大兴安岭阿尔山（AES）、库都尔（KDE）和大白山（DBS）地区的兴安落叶松为研究对象，以归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）和年轮宽度指数（ring width index,RWI）分别代表树木冠层和主干生长状况，利用分段函数、相关分析等方法，探究不同气候背景下树木冠层和主干生长关系及驱动因子差异，研究结果表明，快速升温期显著促进了树木冠层的生长，主要体现在生长季前期和生长季末期，但光合作用产生的有机物可能更多用于冠层呼吸，从而抑制了树木径向的生长，导致该期间树木主干和冠层生长关系不显著。随着气温上升速率的减慢，树木冠层的生长主要体现在生长季中期和生长季末期，树木主干和冠层生长之间的关系呈现显著相关性（P<0.05）。全球气温上升速率导致森林主干与冠层生长对气候因子的响应存在差异，这可能是造成树木主干与冠层生长关系不一致的根本原因。全球气温上升速率加快加大了兴安落叶松主干与冠层生长对气候响应的差异，相反会极大缩小两者对气候响应的差异。