宁夏河东沙区柠条和新疆杨在纯林和混交林中的水分利用策略

作     者：柳利利 韩磊 王娜娜 周鹏 马云蕾 马军 Liu Lili;Han Lei;Wang Nana;Zhou Peng;Ma Yunlei;Ma Jun

作者机构：宁夏大学地理科学与规划学院银川750021 中阿旱区特色资源与环境治理国际合作联合实验室银川750021 宁夏旱区资源评价与环境调控重点实验室银川750021 宁夏大学林业与草业学院银川750021 

出 版 物：《林业科学》 (Scientia Silvae Sinicae)

年 卷 期：2024年第60卷第10期

页      面：40-49页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32460426) 宁夏自然科学基金项目(2023AAC03056) 

主　　题：水分来源 水分利用关系 氢氧稳定同位素 结构方程模型 土壤水分亏缺 

摘      要：【目的】探究柠条和新疆杨在纯林和混交林中的水分利用策略,分析这2个树种在混交林中的水分利用关系、土壤水利用率的影响因子以及种植方式对土壤水分环境的影响,为旱区防护林的林分结构优化调控提供理论指导。【方法】于2018年生长季(5—10月),在宁夏河东沙区选择柠条纯林、新疆杨纯林和柠条+新疆杨混交林,利用氢氧稳定同位素技术和IsoSource混合模型,分析柠条和新疆杨在纯林和混交林中的水分来源,采用相似性比例指数(PS指数)计算柠条和新疆杨在混交林中的水分利用关系;同时,监测土壤含水量、土壤养分和根系生物量,并利用结构方程模型(SEM)量化不同因子对林地植物土壤水利用率的影响;计算土壤储水量、土壤水分亏缺和土壤水消耗率,分析柠条、新疆杨纯林及混交林对土壤水分环境的影响。【结果】1)在纯林和混交林中,整个生长季的柠条的主要水分来源土层基本一致,而新疆杨则表现出不一致性。2)混交林中柠条和新疆杨在整个生长季的相似性比例指数(PS)为62.75%,表明两者之间存在较弱的水分竞争,在生长季不同时期,2个树种的主要水分来源土层不同,能通过水分利用的时间和空间分离来应对干旱。3)土壤含水量对3个林地的植物土壤水利用率的总效应最高,土壤含水量和土壤养分与柠条纯林的土壤水利用率呈极显著负相关(P0.01),而与混交林中柠条的土壤水利用率呈极显著正相关(P0.01),与新疆杨纯林和混交林的植物土壤水利用率呈显著正相关(P0.05);根系生物量对3个林地的植物土壤水利用率呈显著正相关(P0.05)。4)混交林土壤储水量高于柠条和新疆杨纯林,而土壤水分亏缺和土壤水消耗率低于柠条和新疆杨纯林。【结论】柠条在纯林和混交林中的水分利用策略基本一致,新疆杨在纯林和混交林中的水分利用策略存在差异;混交林中的柠条和新疆杨通过时间和空间上的水分利用的差异来应对干旱,且混交林相比纯林可更有效降低土壤干旱化风险;土壤含水量和土壤养分是影响3个林地植物土壤水利用率的主要因素。