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蒋勇军教授课题组在石灰岩区植物的水分利用机制研究中取得新进展

发布时间:2021-03-19 09:59:19     作者:吴泽    浏览次数: 次

2021316日,国际著名水文学期刊Journal of Hydrology (TOP期刊)在线发表了金沙js9999、岩溶环境重庆市重点实验室蒋勇军教授所带领的研究团队的最新科研成果,论文题目为“Seasonal transpiration dynamics of evergreen Ligustrum lucidum linked with water source and water-use strategy in a limestone karst area, Southwest China”

    岩溶生态系统的蒸腾动力学不仅受浅层土壤水的制约,还会受到深层水源的影响。然而,由于岩溶生态系统的高度异质性,人们对植物蒸腾动力学与水分水源和水分利用策略之间的关系及季节变化规律知之甚少。因此,本研究于2018-2019年选取重庆市中梁山(石灰岩)岩溶槽谷区作为研究基地,通过高分辨率的植物树干液流、气象及土壤数据,结合植物茎干水、上层土壤水、上层土壤水、深层水的δ2H δ18O及植物叶片δ13C数据,对适生树种常绿乔木女贞(Ligustrum lucidum)的蒸腾量、水分利用模型及水分来源的季节变化进行了研究。结果表明:女贞雨季的蒸腾量占年蒸腾总量的87%,这种高蒸腾速率主要受土壤含水率的影响,女贞旱季的蒸腾量占年蒸腾总量的13%,这种较低蒸腾速率主要受深层水分来源的影响。在雨季,降水充沛,植物可利用的水源较为充足,女贞倾向于从土壤层中获取水分(平均为59%),并通过降低水分利用效率 (平均WUEi = 82.6 μmol/mol)较为挥霍的利用水分。而在旱季,由于降水量显著减少,植物可利用的水分有限,女贞的主要水分来源为深层水(平均为59%),此时女贞通过提高水分利用效率(平均WUEi = 108.6μmol/ mol)来保守地利用水分。我们的研究结果可为研究岩溶生态系统中植物的蒸腾动力学以及植物应对季节性干旱胁迫的策略和机制提供理论依据。  

文章在线检索链接为:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126199

该论文共同第一作者为蒋勇军教授指导的博士研究生吴泽同学和合作博士后Hamid M. Behzad,蒋勇军教授为该文通讯作者。本研究成果主要得到国家重点研究开发项目(2016 yfc0502306)和重庆科委基金(cstc2019yszx-jcyjX0002)及国土资源部岩溶动力重点实验室开放基金(KDL&Guangxi 202007)的大力支持。

Figure 1 (a) Geographic location of the study area; (b) Hydrological geology, and sampling points in the study area; (c) Ligustrum lucidum; (d) Sap flow measurement

Figure 2 (a) Conceptual diagram of water source pools available for an endemic woody plant species (Ligustrum lucidum) in a limestone karst area; (b) Proportions (%) of the contributions of potential water sources (upper and lower soil water, and deep water) used by Ligustrum lucidum; and (c) intrinsic water use efficiency (WUEi) values of the woody plant during different seasons (2018-2019). All results were presented as average ± error bar of replicates. Error bars were the 1st percentile (minimum) to 99th percentile (maximum) of source contribution distributions for (b) and ± 1 SD for (c).