水保所在黄土高原植被水分利用策略研究中获进展

　　近日，中国科学院水利部水土保持研究所研究员冯浩团队在Agricultural and Forest Meteorology上，连续发表题为Phenology determines water use strategies of three economic tree species in the semi-arid Loess Plateau of China和Precipitation dominates the transpiration of both the economic forest (Malus pumila) and ecological forest (Robinia pseudoacacia) on the Loess Plateau after about 15 years of water depletion in deep soil的研究论文。

　　黄土高原经济树种具有经济效益，并对保护脆弱的水文生态环境具有重要意义。然而，其用水策略及对旱地环境的生态适应性仍有待探究。该研究利用稳定性氢、氧和碳同位素研究了桃树、核桃树和苹果树的水分利用策略。研究发现，桃树利用了较多的浅层土壤水，而核桃树和苹果树在高需水时期使用了更多的深层土壤水。核桃树在整个生长季对深层土壤水分的依赖程度更高，深层土壤水的贡献率为46.2%，而桃树和苹果树分别为26.0%和24.0%。此外，核桃树深层土壤水分和叶片δ13C均低于桃树和苹果树。研究结果表明，三种雨养经济树种的物候期差异影响了水源的利用。三种树种的水分利用策略存在差异，核桃具有通过吸收深层土壤水分来减轻水分胁迫的生态可塑性，桃树和苹果树具有较高的水分利用效率。该研究对评价有限水分环境下经济树种的水分利用特性和干旱胁迫响应具有重要意义。

　　为比较经济林和生态林的耗水差异，科研人员利用氢氧稳定同位素技术结合热耗散探针研究了黄土高原半干旱区经济林苹果树和生态林刺槐的土壤耗水特征及土壤干燥对植物蒸腾的影响。研究发现，苹果树和刺槐林均有严重的水分亏缺状况，耗水速率分别为51.4 mm yr–1和120.4 mm yr–1。苹果树和刺槐的浅层土壤水对蒸腾的贡献率分别为68.1%和80.9%，并且它们的日蒸腾量在生长季内没有显著性差异。研究表明，深层土壤干燥导致深层土壤缺乏可持续的根系吸水，并且蒸腾的变化主要由降水引起。该研究深化了关于深层土壤水分抽取对树木蒸腾影响的认识，对黄土高原等水文地质条件相似地区的可持续造林具有重要意义。

　　研究工作得到国家自然科学基金、高等学校学科创新引智计划等的资助。