干旱胁迫下环境与生理因子对晋西黄土区刺槐人工林树干液流的影响

目的:本研究旨在探究干旱胁迫对晋西黄土区刺槐人工林蒸腾耗水的影响,并揭示干旱胁迫下环境和生理因子对刺槐蒸腾耗水的调控机制。通过深入理解这些机制,为晋西黄土区刺槐人工林的经营和水分管理提供科学的理论依据。

方法:本研究以晋西黄土区的刺槐人工林为研究对象,通过降雨拦截试验模拟干旱胁迫条件(整个生长季减雨50%)。在试验期间,我们连续监测刺槐的树干液流变化,并同步监测环境因子(如太阳辐射、温度、湿度等)和水分生理指标(如叶片水势、枝叶相对含水量等)。通过对这些数据的分析,我们评估了环境和水分生理因子对刺槐树干液流的影响。

结果:(1)干旱处理显著降低了刺槐的液流速率(Js)。在干旱处理下,刺槐的平均液流速率(0.92 g/(cm²·h))明显低于对照处理下的平均液流速率(1.87 g/(cm²·h))。然而,两种处理条件下刺槐液流的变化规律相似,表明干旱胁迫并未改变刺槐的液流活动模式。

(2)干旱处理对刺槐的枝叶相对含水量产生了显著影响。随着干旱处理时间的延长,刺槐的枝叶相对含水量逐渐降低。此外,不同处理条件下,刺槐的枝叶水势和水容均呈现出“V”字型变化。干旱处理下的枝叶水势(−1.22 MPa、−0.72 MPa)低于对照处理(−1.15 MPa、−0.60 MPa),且枝、叶水容也降低,分别为0.52 g/(cm³·MPa)和1.05 × 10⁻² g/(cm²·MPa)。这些结果表明干旱胁迫对刺槐的水分生理状态产生了显著影响。

(3)刺槐树干液流的变化受多种因子的共同影响。气象因子(如太阳总辐射)、土壤水分条件和水分生理因子均对刺槐树干液流产生显著影响。在不同处理条件下,蒸散的主控因子均为太阳总辐射。然而,在干旱处理下,枝叶水容对刺槐树干液流速率的影响减弱,表明相较于干旱处理,对照条件下刺槐更依赖于组织水容储水来满足蒸腾耗水。

结论:本研究揭示了干旱胁迫对晋西黄土区刺槐人工林蒸腾耗水的显著影响。干旱胁迫降低了刺槐的液流速率,但未改变其液流活动规律。刺槐人工林树干液流的变化受气象因子、土壤水分和水分生理因子的共同调控。研究结果有助于深入理解干旱条件下人工林的蒸腾耗水过程的变化特征,对评估气候变化条件下黄土区人工林生态系统的稳定性和生态水文过程具有重要意义。这些发现为晋西黄土区刺槐人工林的经营和水分管理提供了重要的理论依据和实践指导。

[1]王彪, 陈立欣, 吴应明, 胡旭, 付照琦, & 高雅洁, et al. (2024). 干旱胁迫下环境与生理因子对晋西黄土区刺槐人工林树干液流的影响. 北京林业大学学报, 44, 1-14.