荷木对干湿季土壤水分的利用和适应性调节

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土壤水分是植物水分利用的主要来源,森林土壤含水量(SWC)显著的季节变化可能导致植物在干季受到水分胁迫,影响其正常生长。植物经过长期的适应性进化,可通过完善自身水分利用策略来适应环境变化。探讨植物干湿季的水分利用特征,揭示其水力调节机制对植被的保护与管理具有重要意义。然而,目前华南地区亚热带先锋树种响应土壤水分变化进行适应性调节以及补偿蒸腾机制尚不清晰。  本研究以华南地区乡土树种、亚热带先锋树种荷木(Schima superba)为研究对象,利用热消散探针法(TDP)连续监测荷木液流密度。基于测定的叶片水势(ΨL)、叶面积指数(LAI)及胡伯尔值(AS∶AL)等参数,结合同步监测的环境因子,分析在自然条件下荷木自身水力结构特征、整树水力导度(KL)、冠层气孔导度(GS)和蒸腾有效储存水量(Q)的干湿季变化。研究结果表明:  (1)干季荷木林土壤水分相对干旱,使荷木对水分吸收和传输的阻力增加。  (2)荷木是深根系树种,其冠层气孔导度(GS)对水汽压亏缺(VPD)的敏感性较高,干湿季正午叶片水势(ΨL-mid)、土壤-叶片水势差(ΔΨS-L)保持相对稳定,说明荷木属于等水植物。  (3)干季荷木通过降低叶面积指数(LAI)、冠层气孔导度(GS)和整树水力导度(KL)来有效调控蒸腾,进而保证其水力平衡,避免木质部出现气穴现象。  (4)在日时间尺度上,干季荷木蒸腾有效储存水量、蒸腾有效储存水对日蒸腾的贡献率及单位叶面积的蒸腾有效储存水量均显著大于湿季,说明蒸腾有效储存水能够支持一定量的蒸腾,以部分补偿水分胁迫。而在长时间尺度上,随着树高的增长,蒸腾有效储存水的增长率大于整树水力导度,说明蒸腾有效储存水可以补偿由于树高增加引起的水力限制,甚至远远大于植物导水能力的贡献。  (5)KL和GS的调节作用以及Q的水力补偿效应,使荷木在光热资源仍然充足的干季保持旺盛的蒸腾活动,干湿季单位叶面积的水分利用呈稳定状态。
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