科研成果

稳定碳同位素揭示杨树防护林在死亡之前遭受了长时间干旱胁迫

发布时间:2019-07-30点击率:190

三北防护林是京津冀地区重要的生态屏障,但近十年来张北县的4/5的杨树防护林出现退化现象,接近1/3的杨树濒临死亡或枯死,导致杨树防护林生态功能下降。我所复合农林研究室用碳稳定同位素方法追溯研究了退化与正常杨树年轮中13C值和iWUE值的差异,分析导致杨树退化和死亡的原因及其来源发现,退化杨树树轮的δ13C值和iWUE值的变化与正常杨树明显不同。退化与正常杨树δ13C值和iWUE从1997年开始出现差异但不显著,2002年后差异达到显著水平,ΔiWUE超过12 μmol? mol-1可能是退化与正常杨树产生分化的阈值。逐步回归方程表明地下水埋深对杨树iWUE的影响超过了温度和潜在蒸发量(ET0)等因素,是导致杨树出现退化的主要因素。氢氧稳定同位素结果显示正常杨树水分主要来源于30-80 cm土壤,退化杨树主要来源于0-30 cm土壤,正常杨树比退化杨树较多地利用80-150cm土壤水和地下水。地下水埋深增加加剧干旱的程度,但其与蔬菜耗水量成极显著的关系而与ET0无显著关系,表明地下水埋深增加主要是由于土地利用方式改变造成的。在干旱地区种植高耗水的蔬菜导致对地下水的过度使用,加剧干旱持续时间和强度进而加速杨树防护林的退化和死亡。研究结果发表在2018年的Agricultural and Forest Meteorology上。(IF=4.039,农林科学1区,林业所:孙守家)

图1 文章摘要示意图

图2 水分来源