第九届青年地学论坛

干旱是影响全球生态系统的主要环境因子之一，尤其在半干旱地区，水分亏缺常常限制着植被的生长以及碳水循环过程。国家实施退耕还林（草）工程以来，木本灌丛成为半干旱区植被恢复的主要类型。然而，频繁的干旱胁迫严重影响着灌丛的生理生态过程，进而可能改变区域水循环。因此，深入理解灌丛水分利用对干旱胁迫的生理响应机制，有助于提高对缺水环境中植物生存策略的认识。2019-2021年，我们通过监测生理性状、液流观测和稳定同位素技术，研究了典型造林灌丛的蒸腾动态和根系吸水模式。结果表明，在湿润年，沙柳主要利用浅层土壤水（54.0%），iWUE较高，此时通过维持较高的蒸腾速率来促进生长。在干旱年，其增加了对中层土壤水的利用（50.8%），导致iWUE降低，此时通过收敛叶级生理性状来减少蒸腾，从而平衡土壤水分的供需。此外我们发现，对于半干旱区的成熟灌木，平均39.4%和40.2%的蒸腾是由生长季降水提供的浅层和中层土壤水提供的，其无法通过利用深层土壤水来弥补浅层土壤水的减少。所以沙柳向深层土壤转移水源不能有效的缓解干旱胁迫，根系分布和深层土壤储水量是影响灌丛抗旱性的关键因素。研究结果为深入理解灌丛生态系统的抗旱机制提供了重要基础，可为气候变化条件下半干旱生态系统恢复的可持续发展提供新思路。
 

稳定同位素；根系吸水模式；蒸腾动态；干旱；灌丛