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固沙植被在防风固沙中具有不可替代的作用,植物-土壤水分关系是固沙植物选择和固沙植被演变预测的重要依据。依据植物水分利用特征管理和营建固沙植被是保证固沙植被持续和稳定的前提。科尔沁沙地是中国四大沙地之一,目前关于科尔沁固沙植被的研究多集中在植物群落水分特征、根系的形态和功能及植物对极端环境的适应性等方面,但关于植物水分来源研究较少。不同生境、不同生活型植物水分利用特征尚不明确。鉴于此,本研究选取科尔沁沙地南缘两种典型生境(固定沙丘和丘间低地)共12种固沙植物,通过测定植物水、降水、地下水以及土壤水的稳定同位素比率值(δD和δ18O),判断植物主要水分来源,并利用线性混合模型计算植物对不同深度土壤水的利用比例。比较固沙植物水分来源季节动态与不同生活型固沙植物水分来源的异同,并结合植物根系分布范围、土壤水分状况,探讨典型固沙植物水分利用策略。主要结论如下: 1.固沙植物水分来源存在明显的季节动态与生境差异。从旱季到雨季丘间低地植物水分来源从50cm以下土壤水转向0-50cm土壤水,而固定沙丘植物水分来源由0-50cm土壤水转向50cm以下土壤水。在旱季,丘间低地植物主要利用50cm以下土壤水,而固定沙丘植物更依赖0-50cm土壤水。在雨季,丘间低地,植物主要利用0-50cm土壤水;固定沙丘,植物主要利用50cm附近及以下土壤水。 2.在旱季不同生活型植物水分来源差异明显,同生活型植物水分来源相近。丘间低地乔木和灌木植物主要利用50cm以下土壤水,其中乔木樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)对50cm以下土壤水利用比例最高(71.1%),半灌木万年蒿(Artemisia sacrorum)和多年生禾草白草(Pennisetum flasecidum)则分别主要利用10-50cm、0-10cm土壤水;固定沙丘灌木小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、柠条(C.korshinskii)以及黄柳(Salix gordejevii)主要利用0-30cm土壤水,而半灌木山竹子(Hedysarum fruticosum)、差巴嘎蒿(A.halodendron)主要利用30-70cm之间的土壤水。 3.小叶锦鸡儿倾向以土壤含水率较高的土层作为主要水分来源。在旱季,根系分布范围影响植物水分来源深度,但土壤水分分布特征对小叶锦鸡儿灌丛水分来源深度影响更大。31年生小叶锦鸡儿主要利用70-100cm土壤水,21年生小叶锦鸡儿主要利用60-90cm土壤水,16年生小叶锦鸡儿主要利用50-70cm土壤水,7年生小叶锦鸡儿可能有其它水分来源。31年生与21年生小叶锦鸡儿主要水分来源深度范围(60-100cm)与其土壤含水率峰值范围(70-100cm)一致,但与其根系生物量峰值范围(20-40cm)不一致。16年生小叶锦鸡儿水分来源深度范围(50-70cm)对应土壤含水率较0-50cm土壤要高。生长在丘间低地与固定沙丘的小叶锦鸡儿主要水分来源深度范围内土壤含水率也高于其它土层的土壤。