【摘 要】
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川中丘陵区土壤类型主要是紫色土,该土壤养分丰富,但由于土层浅薄,保水性能差,易发生水土流失。加上该区降雨季节分布不均匀使得水分成为该区植物生长发育重要限制因子。本研究选取3种川中丘陵区植物,即柏木,黄荆和沿阶草,通过调查植物根系分布,测定土壤水、地下水和植物水的δD和δ18O值、植物光合速率以及光合用水量、蒸腾用水量等,进而阐明3种植物水分吸收与利用特征,明确3种植物的水分吸收与利用策略,从而为该
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川中丘陵区土壤类型主要是紫色土,该土壤养分丰富,但由于土层浅薄,保水性能差,易发生水土流失。加上该区降雨季节分布不均匀使得水分成为该区植物生长发育重要限制因子。本研究选取3种川中丘陵区植物,即柏木,黄荆和沿阶草,通过调查植物根系分布,测定土壤水、地下水和植物水的δD和δ18O值、植物光合速率以及光合用水量、蒸腾用水量等,进而阐明3种植物水分吸收与利用特征,明确3种植物的水分吸收与利用策略,从而为该区植物合理配置提供科学依据。主要研究结果如下:（1）降水呈明显的季节变化,其中雨季（2020年8月-10月,2021年7月）的降水量占全年降水的70%以上。雨季土壤含水量均大于旱季对应各层土壤含水量值,说明研究区大气降水是土壤水的重要补给来源;同时,无论旱季或雨季,浅层土壤对降水响应更加显著。（2）2021年夏季大气降水线为δD=7.567δ18O+12.253（R~2=0.9705,n=5）,斜率较全球大气降水线略低,说明该区大气降水氢氧同位素有分馏现象。地下水的δD和δ18O值相对稳定,且分布在大气降水线附近,说明地下深层的水分主要来自于降水的补充。（3）不同植物的水分吸收来源具有明显的季节变化,同种植物在降雨量改变的条件下,水分主要吸收层也会有所转化。柏木和黄荆在旱季主要吸收利用60-100 cm土壤水和地下水;但在雨季,黄荆和柏木主要吸收利用0-20 cm的土壤水,但柏木可以更快的实现主要水分来源的转换;沿阶草主要水分均来自0-10cm,旱季时水分来源土层稍稍下移。同种植物在土壤水分含量改变的条件下,水分主要吸收层也会有所转化,随土壤水分含量逐渐增加,3种植物对浅层土壤水的吸收逐渐增加。（4）在雨季,柏木和黄荆对0-10 cm、20-30 cm土壤水的吸收与土壤含水率呈显著负相关。在旱季,柏木对0-10cm、10-20 cm土壤水的吸收与大气温度呈显著正相关,而土壤含水率与大气温度呈显著负相关;而黄荆对10-20 cm、20-30 cm土壤水的吸收与土壤含水率呈显著负相关,与大气温度呈显著正相关。在雨季,沿阶草对0-10 cm土壤水的吸收比例与大气温度呈显著正相关（p＜0.05）,与土壤含水率呈显著负相关（p＜0.05）;在旱季,沿阶草对0-10 cm土壤水的吸收比例与大气温度呈显著负相关（p＜0.05）,与土壤含水量呈显著正相关（p＜0.05）。（5）柏木的光合用水,光合速率和气孔导度均为“M”型日变化。黄荆与沿阶草的光合用水,光合速率和气孔导度均为“单峰”日变化。3种植物的蒸腾用水均为“单峰”日变化。3种植物间存在对浅层土壤水分的竞争关系。旱季时黄荆和柏木对环境的适应能力更强,可以快速转化主要水源吸收土层,但沿阶草根系浅且密集,生长迅速,对土层厚度和土壤湿度要求不高,在植株配置时,在注意种植密度的条件下可根据土层厚度进行配置,减少种间竞争,增加根区有效水库容,提高土壤水分生态功能。
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