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庐山不同海拔植物蒸腾水龄动态及用水策略
植物生态学报
2024, 48 (9):
1104-1117.
DOI: 10.17521/cjpe.2024.0022
通过探究亚热带湿润气候区庐山不同海拔优势植物的水龄和考虑时间来源的用水策略, 为该地区的生态保护和资源利用提供科学依据和支持。以庐山松属(Pinus) (低海拔的马尾松(P. massoniana)、高海拔的黄山松(P. taiwanensis))和栎属(Quercus) (低海拔的栓皮栎(Q. variabilis)、高海拔的短柄枹栎(Q. serrata))共4个树种为研究对象, 于2020年7月至2021年8月, 利用稳定同位素技术和平均蒸腾水龄模型, 分析不同海拔优势植物的蒸腾水龄, 并结合水龄结果和MixSIAR来源混合模型, 分析植物用水策略和季节性变化; 同步监测大气温度、湿度, 土壤含水率, 根系分布等数据分析蒸腾水龄与植物水分来源的季节性变化。结果显示: (1)庐山地区植物主要利用当季降水, 蒸腾水龄为8.67-16.68 d。对于同属植物, 高海拔树种蒸腾水龄小于低海拔树种。且在观测期内马尾松的水龄呈“单谷状”, 黄山松呈“单峰状”。(2)低海拔树种用水策略在雨季前期主要利用浅层土壤水, 随着雨季到来主要吸水层向下移动至深层, 并在雨季后期稳定在深层土壤, 而高海拔树种在雨季后期主要吸水层稳定在土壤中层。(3)相较之下, 考虑时间滞后的低海拔植物用水策略对浅层(0-20 cm)土壤水的依赖减弱, 对深层(60-100 cm)土壤水的吸收比例增加, 高海拔相反。 ![]() View image in article
图7
庐山典型植被根区水分补偿比例(β)季节变化图。
正文中引用本图/表的段落
庐山地属亚热带季风性温润气候, 降水丰富, 水龄范围为8.67-16.68 d, 相较于温带大陆性气候和地中海气候平均蒸腾水龄(分别为75.96和61.6 d) (Luo et al., 2023), 庐山地区平均蒸腾水龄水平明显较低。蒸腾水龄较低受水分在土壤剖面的异质性影响, 而水分在土壤剖面中的异质性与降水和入渗过程有关。根区降水分配是影响水龄分布的重要因素, 但是降水事件并不总是对根区有贡献, 因为根区存在两个截然不同的水分分配过程, 即降水补充和支流, 只有降水补充影响植被的吸收利用(Good et al., 2015)。所以确定降水补充是确定水龄的重要步骤。庐山地属亚热带季风性温润气候, 水龄水平与Luo等(2021)对湿润气候植被水龄的结果相近, 水龄<30 d的占总数的一半以上。但是水龄在相对干燥气候和湿润气候的分布有明显的差异。庐山植被根区补偿比例(β) > 0.5的次数占总数的49% (图7), 而相对干旱的气候β > 0.5的比例仅占11% (Luo et al., 2021), 这说明降水对庐山植被根区有着高补偿性, 庐山地区如此高的补偿比例使得根区提供植被吸收的“新水”显著变多, 这可能与降水强度有关系, 有研究结果表明, 降水对根区的高补偿比例主要是来自强降水事件的反馈(Shi et al., 2023)。
本文的其它图/表
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