树木茎干的夜间水分活动机制是一个复杂而有趣的研究领域。对于华北平原典型杨树(Populus spp.)人工林的研究,不仅有助于理解这一机制的细节,还能为优化水资源管理和提升树木生长效率提供重要的科学依据。
研究通过热扩散法连续监测了茎干不同高度处的液流速率,并同步测定了土壤含水率以及气象因子。结果显示,雨季前和雨季后的液流动态存在显著差异。在雨季前,茎干底部和中部(0.35和1.30 m处)的夜间液流占日总液流量的比例较高,这可能是因为此时日间蒸腾强烈,茎干内的储存水消耗较大,需要通过夜间根系吸水来补充。而到了雨季后,茎干顶部(7.00 m处)的夜间液流占比显著提高,这可能与雨季后该部位夜间充水量的增加有关。
此外,研究还发现,雨季前茎干各高度处夜间液流速率的同步性较高,且随茎干高度增加逐渐递减。而雨季后,夜间用水的主要来源由根系吸水转变为下部茎干储水,基部夜间液流速率显著降低。这表明,随着季节和气候的变化,树木调整了其水分利用策略,以适应不同的环境条件。
在影响因素方面,水汽压亏缺、气温和土壤含水率对雨季前后各高度处的夜间液流均有显著的正向驱动作用。但在雨季后,这种驱动作用明显减弱,且在不同高度间存在一定差异。这提示我们,树木的夜间液流活动不仅受到环境因子的影响,还受到树木自身生理状态和生长策略的调控。
值得一提的是,4.00-7.00 m茎段是茎干充水的主要发生部位,平均日充水量较大。而1.30-4.00 m茎段充水量相对较低,可能主要发挥输水功能。这一发现有助于我们更好地理解树木茎干内部的水分运动和分配机制。
总的来说,这项研究为我们提供了关于树木茎干夜间水分活动机制的深入理解,揭示了树木如何适应不同季节和气候条件下的水分变化。这对于优化水资源管理、提升树木生长效率以及应对气候变化等都具有重要意义。未来,我们可以进一步研究不同树种、不同生长条件下的夜间液流动态及其影响因素,以更全面地了解树木的水分利用策略。
[1]范云翔等. "毛白杨茎干夜间液流时空动态及其环境影响因子." 植物生态学报 47.2(2023):262-274.