多枝柽柳水分利用策略对沙堆堆积过程的响应

作者：祖姆热提·于苏甫江; 董正武^*; 成鹏; 叶茂; 刘隋赟昊; 李生宇; 赵晓英

来源：植物生态学报, 2023, 1-14.

• 多枝柽柳
• 水分来源
• 稳定氧同位素技术
• MixSIAR模型
• 古尔班通古特沙漠

多枝柽柳(Tamarix ramosissima)作为干旱荒漠区的优势树种,其与风沙长期作用过程中形成了柽柳沙堆,研究沙堆上多枝柽柳水分利用来源及其对各水源的利用比例,可为干旱荒漠区原生植被的保护、恢复及建设提供科学依据。该研究以空间序列代替时间序列的方法,通过野外调查及室内模型分析,解析了不同发育阶段沙堆上多枝柽柳的水分来源及其对各水源的利用比例,揭示了沙堆堆积过程中多枝柽柳的水分利用策略。结果表明:(1)多枝柽柳沙堆土壤水分含量随沙堆堆积增高而存在较大差异,且0–500cm层土壤平均水分含量依次为雏形阶段(4.57%)>增长阶段(4.46%)>衰退阶段(3.62%)>稳定阶段(3.48%);(2)雏形及增长阶段沙堆土壤含水率在40–180cm层显著升高,稳定及衰退阶段沙堆土壤含水率分别在180–360cm和360–500cm层显著升高。(3)各发育阶段沙堆上,0–40cm层土壤含水率及稳定氧同位素比值(δ18O)波动较大,季节变化明显,且随土层深度的增加δ18O趋于稳定,表明表层土壤受外界环境影响较大。(3)春季,多枝柽柳在雏形阶段沙堆上主要利用360–500 cm层土壤水,其次利用0–40 cm层土壤水,利用比例分别为53.1%和21.4%;增长阶段沙堆上主要利用0–40和360–500cm层土壤水,利用比例分别为53.1%和23.0%;稳定阶段沙堆上主要利用0–40和180–360cm层土壤水,利用比例分别为49.8%和29.3%;衰退阶段沙堆上主要利用360–500 cm层土壤水,利用比例为60.9%。夏季,多枝柽柳在雏形和增长阶段沙堆上主要利用360–500 cm层土壤水,利用比例分别为61.1%和42.8%,且在增长阶段沙堆上还利用40–180和180–360 cm层土壤水;稳定阶段沙堆上其对各层土壤水的利用较为均匀,而衰退阶段沙堆上主要吸收180–360和360–500cm层土壤水,利用比例分别为29.0%和44.1%。秋季,雏形阶段沙堆上以360–500cm层土壤水为主要水源,增长和稳定阶段沙堆上均以180–360和360–500cm层土壤水为主要水源,衰退阶段沙堆上主要利用360–500cm深层土壤水,利用比例高达92.3%,反映出多枝柽柳在不同发育阶段沙堆上呈现出不同的水分利用策略。

• 单位
  中国科学院新疆生态与地理研究所; 生命科学学院; 新疆师范大学