北京沙地楊樹人工林生態(tài)系統(tǒng)水分利用策略1)

高 琛 楊新兵 魯紹偉 李少寧 陳 波 潘青華 馬成東

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，保定，071000) (北京市農(nóng)林科學(xué)院林業(yè)果樹研究所) (河北政法職業(yè)學(xué)院)

水資源短缺是當(dāng)今人類社會(huì)面臨的一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，樹木在發(fā)揮其巨大生態(tài)效益的同時(shí)，維持自身生長(zhǎng)發(fā)育需要消耗大量水分，掌握植物對(duì)水分的利用規(guī)律，是實(shí)現(xiàn)水資源合理利用的基礎(chǔ)［1］。穩(wěn)定同位素技術(shù)不僅可以指示環(huán)境因子與水分循環(huán)的關(guān)系，而且在植物水分來(lái)源、水分運(yùn)輸及分配機(jī)制、植物水分利用策略等方面有重大應(yīng)用［2］。早在20世紀(jì)90年代Dawson 等［3］通過(guò)分析對(duì)比植物體內(nèi)水分和各來(lái)源水的同位素組成，表明:植物根吸水過(guò)程、水分經(jīng)植物莖稈到未栓化的枝條運(yùn)輸過(guò)程，不發(fā)生同位素分餾。這為分析植物體內(nèi)水分來(lái)源，確定植物對(duì)不同水源利用比例提供了理論依據(jù)。目前，氫氧穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)具有較高的靈敏性和準(zhǔn)確性，已成為示蹤植物水分來(lái)源的有效工具。White等［4］利用水δ(D)值分析白松(Pinus armandii)水分利用策略，指出在夏季地下水位越深白松對(duì)雨水的利用率越高;Busch 等［5］對(duì)河岸優(yōu)勢(shì)種胡楊(Populus euphratica)和柳樹(Salix babylonica)研究發(fā)現(xiàn)，在生長(zhǎng)季節(jié)均利用地下水而不是河水;Dawson 等［6］對(duì)桉樹(Eucalyptus globulus)水分利用策略研究，桉樹不僅利用來(lái)自降水的淺層土壤水和河水，也利用地下水;Smith 等［7］對(duì)樹木生長(zhǎng)早期水分利用策略進(jìn)行研究，樹木生長(zhǎng)早期主要利用淺層土壤水，當(dāng)土壤干旱缺水時(shí)，主要利用地下水，且隨著表層土壤干燥程度的上升，對(duì)地下水的利用比例增加。上述研究表明，植物水分利用策略因種類、生長(zhǎng)季節(jié)及水環(huán)境的不同而存在差異。國(guó)內(nèi)利用穩(wěn)定同位素研究植物水分利用方面起步較晚，21 世紀(jì)初，石輝、章光新、孫雙峰、張光輝、褚建民等［8－12］分別對(duì)穩(wěn)定同位素技術(shù)在植物水分來(lái)源方面進(jìn)行了綜述和具體應(yīng)用研究。而目前在北方季節(jié)分明的沙地生態(tài)系統(tǒng)，主要植被水分利用策略的研究案例較少。因此，本文應(yīng)用穩(wěn)定同位素技術(shù)測(cè)定不同來(lái)源水及楊樹莖木質(zhì)部氫氧同位素，并對(duì)其與主要環(huán)境因子的關(guān)系進(jìn)行定量分析，旨在揭示沙地楊樹人工林水分利用策略，以期為華北地區(qū)人工造林、經(jīng)營(yíng)管理及灌溉用水提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)自然概況

研究區(qū)位于北京市大興區(qū)榆伐鎮(zhèn)大興林場(chǎng)，中心地理坐標(biāo)為北緯39°31'50″，東經(jīng)116°15'07″。海拔30 m 左右，土壤為沙土。屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均氣溫11.5 ℃，極端最高氣溫40.6 ℃，極端最低氣溫－27.4 ℃。年均降水量568.9 mm，降水量分布極不均勻，7—9月降水量占全年降水量的60%～70%。光照時(shí)間較長(zhǎng)，全年光照時(shí)間達(dá)2 769.3 h，≥10 ℃的積溫4 143 ℃，年均無(wú)霜期204 d。該區(qū)的風(fēng)向以北風(fēng)、西北風(fēng)為主，冬、春兩季多風(fēng)，且風(fēng)速大。人工林樹種主要是107 歐美楊(Populus×euramericanacv.“74/76”)，其中，75%為2002年種植，其余為1998年、2001年、2003年種植，株行距為2 m×4 m?；旖粯浞N毛白楊(Populus tomentosa)。林分均勻整齊，林下為當(dāng)年生草本植物，主要有紫苜蓿(Medicago sativa)、黃香草木樨(Melilotus officinalis)、豬毛菜(Salsola collina)、尖頭葉藜(Chenopodium acuminatum)、灰菜(Chenopodium album)、蒺藜(Tribulus terrestris)、附地菜(Trigonotis peduncularis)等。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

在大興林場(chǎng)內(nèi)選取一塊20 m×20 m 試驗(yàn)地，對(duì)試驗(yàn)地內(nèi)的楊樹進(jìn)行每木檢尺，最終選擇8 棵生長(zhǎng)良好的楊樹作為標(biāo)準(zhǔn)樣樹(見(jiàn)表1)。于2012年6—11月份定期對(duì)樣樹進(jìn)行木質(zhì)部、土壤、地下水及降水取樣，每次在光照強(qiáng)度較低的條件下采集，減小外界環(huán)境對(duì)同位素分析結(jié)果的影響。采集楊樹樣品時(shí)，選擇東、西、南、北4 個(gè)方向兩年生楊樹枝條，截取直徑0.3～0.5 cm，長(zhǎng)3～5 cm 的枝段，剝?nèi)ネ馄ず晚g皮部，將木質(zhì)部小莖裝入4 mL 取樣瓶中，用Plam 封口膜密封，迅速放入保溫箱內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室－18 ℃保存。在樣地內(nèi)挖取深度為220 cm 土壤剖面，以20 cm 為梯度依次取11 個(gè)土層樣品，迅速裝入取樣瓶并密封，放入保溫箱內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室－18 ℃保存，并同步取各層土樣分析其含水量。利用挖掘法［13］采集地下水，通過(guò)隨機(jī)放置20 個(gè)白色塑料瓶收集降水。水樣采集后放入保溫箱內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室保鮮保存。每次收集取3 個(gè)平行樣，并于瓶身標(biāo)注取樣時(shí)間及平行樣號(hào)。

表1 10年生標(biāo)準(zhǔn)樣樹的基本概況

2.2 測(cè)定原理

利用穩(wěn)定同位素分析歐美楊水分來(lái)源的原理在于:絕大部分植物吸水時(shí)不能區(qū)別對(duì)待同一元素的不同核素，只能一并吸取;除了有一些海岸的鹽生植物在吸收水分后會(huì)導(dǎo)致同位素產(chǎn)生分餾外，絕大多數(shù)植物根系吸收的水分以及在植物體莖木質(zhì)部傳輸?shù)倪^(guò)程中，水分的δ(18O)、δ(D)值一般不會(huì)發(fā)生變化［14］;植物水分來(lái)源主要有:降水、地表徑流、土壤水及地下水，不同來(lái)源水中的同位素組成不一樣。而植物吸收的是降水、地表徑流、土壤水和地下水的混合水分［15］?；谝陨蠋c(diǎn)，如果各來(lái)源水中的同位素值有差異，且該差異大于實(shí)驗(yàn)誤差，那么植物吸收各來(lái)源水的比例可以用對(duì)比植物莖木質(zhì)水中的δ(18O)、δ(D)值和各個(gè)來(lái)源水中的δ(18O)、δ(D)值的方式得到。

表2 107 歐美楊水分來(lái)源中主要穩(wěn)定同位素自然豐度

由表2可以看出，重同位素在自然界中的豐度遠(yuǎn)低于輕同位素在自然界中的豐度，如果以絕對(duì)量來(lái)表達(dá)同位素之間的差異會(huì)帶來(lái)很多不便。因此，利用DELTA V Advantage 同位素比率質(zhì)譜儀對(duì)采集樣品(枝條、土壤、降水、地下水等)進(jìn)行同位素分析時(shí)，一般用樣品的同位素比值與某種標(biāo)準(zhǔn)樣品的同位素的比值δ 來(lái)表示同位素之間的差異，公式:

式中:Ⅰ為元素中的重同位素，Ry為樣品中的同位素比值;Rb為標(biāo)準(zhǔn)樣品中的同位素比值［10］。其中，水樣中的氫氧同位素采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)SMOW(即標(biāo)準(zhǔn)平均海洋水)。

2.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003 和SPSS 16.0 軟件，對(duì)不同來(lái)源水(楊樹莖木質(zhì)部水分、土壤水分、降水、地下水)的δ(18O)、δ(D)穩(wěn)定性同位素值進(jìn)行制圖和相關(guān)性分析，并對(duì)δ(18O)同位素值的波動(dòng)幅度和方差進(jìn)行分析。同時(shí)利用三源線性混合模型［14］計(jì)算楊樹對(duì)不同水源的相對(duì)使用量。模型如下:

式中δ18O、δD 為楊樹枝條木質(zhì)部水分中穩(wěn)定氫、氧同位素值，δD1、δD2、δD3為3 個(gè)不同水源中穩(wěn)定氫同位素值;δ18O1、δ18O2、δ18O3為3 個(gè)不同水源中穩(wěn)定氧同位素值;F1、F2、F3為對(duì)應(yīng)的3 個(gè)不同水源在楊樹莖木質(zhì)部水分總量中所占的比例。當(dāng)楊樹吸收的水分來(lái)源只有1 項(xiàng)時(shí)，第2、3 項(xiàng)的比例為0。由于采樣、實(shí)驗(yàn)分析等原因存在一定程度的誤差，導(dǎo)致個(gè)別結(jié)果不符合實(shí)際情況，此方法在計(jì)算時(shí)，對(duì)某一種水源的利用率小于0 時(shí)，結(jié)果記為0，認(rèn)為楊樹沒(méi)有吸收此處水分;對(duì)某一種水源利用率大于1 時(shí)，結(jié)果記為1，認(rèn)為楊樹完全利用此處水源。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤含水量變化

為了更準(zhǔn)確的探討土壤水氫氧穩(wěn)定同位素，了解外來(lái)水源對(duì)土壤水的影響，對(duì)夏秋兩季0 ～220 cm土層土壤含水量進(jìn)行繪圖分析。如圖1所示，夏季土壤含水量變化幅度較大，其中表層和＞80 ～180 cm土層含水量較低，其它土層含水量均較高，尤其以60 cm 土層含水量最高，為5.47%。秋季土壤含水量穩(wěn)定在2%～3%之間，低于夏季。表明夏季外來(lái)水源較多，對(duì)土壤水的影響較大，而秋季外來(lái)水源較少，土壤含水量較穩(wěn)定。這是因?yàn)檠芯繀^(qū)屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，且土壤為沙質(zhì)土，夏季頻繁的雨水導(dǎo)致土壤含水量增加，雨水在沙質(zhì)土中短時(shí)間內(nèi)發(fā)生入滲，表層土壤水由于受到太陽(yáng)輻射而大量蒸發(fā)，導(dǎo)致表層土壤含水量低于淺層土壤含水量。而秋季降水較少，光照強(qiáng)度弱，從而導(dǎo)致土壤含水量較低且較穩(wěn)定。

3.2 不同水體同位素季節(jié)變化

外來(lái)水源在入滲和轉(zhuǎn)化為土壤水并在土壤剖面重新分布的過(guò)程中通常發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象，導(dǎo)致氫氧同位素的分餾或富集，進(jìn)而導(dǎo)致不同土層土壤水和地下水δ(D)、δ(18O)值存在差異。對(duì)降水、不同深度土壤水和地下水氫氧同位素分析，有利于了解水分的蒸發(fā)和入滲過(guò)程，掌握土壤水氫氧同位素分餾和富集規(guī)律。

圖1 不同季節(jié)土壤平均含水量變化

3.2.1 不同水體相關(guān)性

由圖2可知，夏季(6—8月份)降水，δ(D)、δ(18O)同位素均低于土壤水和地下水;而秋季(9—11月份)除9月份外，其它兩個(gè)月降水δ(D)、δ(18O)同位素值均高于土壤水。表明夏季降水在轉(zhuǎn)化為土壤水和地下水的過(guò)程中發(fā)生同位素分餾，即降水在入滲過(guò)程中發(fā)生蒸發(fā)，且轉(zhuǎn)化為土壤水后在土壤剖面重新分布的過(guò)程中發(fā)生二次蒸發(fā)現(xiàn)象。上述過(guò)程使得降水在入滲過(guò)程中發(fā)生重同位素(δ(D)、δ(18O))富集，導(dǎo)致δ(D)、δ(18O)增高。在炎熱、光照強(qiáng)烈的夏季，表層土壤水由于氫氧同位素的蒸發(fā)和分餾而使重同位素富集，從而使得夏季表層土壤水δ(D)、δ(18O)值較秋季顯著偏正，進(jìn)而導(dǎo)致不同季節(jié)土壤水組成發(fā)生變化。

夏季土壤水δ(D)、δ(18O)同位素均高于秋季，且隨著土層深度的增加，兩者之間的差值呈現(xiàn)出減小趨勢(shì)，在220 cm 土層處基本相等。具體數(shù)據(jù)如表3所示。6—11月份，20 cm 處土壤水δ(D)、δ(18O)同位素分別為－3.693%～－9.719%、－0.271%～－1.216%，到距地表220 cm 處土壤水δ(D)、δ(18O)同位素值分別為－6.538%～－8.519%、－0.835%～－1.008%，這表明隨著土層深度的增加，土壤水穩(wěn)定性越高，不易受光照、降雨等外部氣象和環(huán)境因子的干擾而發(fā)生同位素的分餾或富集。研究區(qū)劇烈的太陽(yáng)輻射和頻繁的降水，對(duì)淺層土壤水氫氧同位素值的干擾程度大，而深層土壤水受到的干擾較小。

3.2.2 土壤水氫氧同位素與土層深度相關(guān)性

通過(guò)對(duì)夏秋兩季0～220 cm 土層土壤水δ(D)、δ(18O)同位素值擬合，分別得出土壤水δ(D)、δ(18O)同位素值和土層深度之間的關(guān)系式(表4)，其中h為土層深度。土層深度與夏秋兩季土壤水δ(D)、δ(18O)同位素值存在顯著的二次多項(xiàng)式關(guān)系，R 值均在0.834 1 以上。這一結(jié)論與趙良菊等［16］在黑河下游極端干旱區(qū)土壤深度與土壤水δ(18O)為線性相關(guān)的結(jié)果不一致。原因是黑河下游干旱區(qū)年降雨量?jī)H為42 mm，降水在入滲到土壤之前已經(jīng)被蒸發(fā)消耗，土壤水只通過(guò)河水補(bǔ)給，且水分性質(zhì)較為穩(wěn)定;而本研究區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，采樣時(shí)期內(nèi)降水較為頻繁，表層土壤水蒸發(fā)較強(qiáng)，受到外界的干擾較大，而深層土壤水蒸發(fā)相對(duì)較弱。

圖2 植物莖木質(zhì)部與不同來(lái)源水氫氧同位素值

表3 不同月份土壤水δ(D)、δ(18O)同位素值 %

夏秋兩季在0 ～100 cm 土壤水變化，越接近土壤表層，土壤水δ(D)、δ(18O)同位素越偏正。夏季100 cm 以下土壤水氫氧同位素值基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，而秋季土壤水氫氧同位素值在＞100 ～120 cm 土層處由原來(lái)減小趨勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)樵黾于厔?shì)，表明秋季＞100～120 cm 為土壤水氫氧同位素值的顯著變化層(見(jiàn)圖2)。這與Asbjornsen 等［17］2007年在美國(guó)中西部熱帶稀疏大草原和森林帶的研究結(jié)果土壤剖面δ(18O)的顯著變化層分別為＞60 ～80、＞80 ～100 cm存在差異。原因與兩個(gè)研究地所處的氣候、土質(zhì)條件有關(guān)，Asbjornsen 的研究地處于草原地區(qū)，植被覆蓋率高，蒸發(fā)量少，土壤蓄水保水能力強(qiáng);本研究區(qū)為沙地人工林，蓄水保水能力弱，植被覆蓋率較低，光照強(qiáng)烈，年降雨量568.9 mm，降水漏滲現(xiàn)象嚴(yán)重，多滲入深層土壤層，在入滲和土壤剖面重新分配的過(guò)程中發(fā)生蒸發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致顯著變化層下降。

表4 土壤水δ(D)、δ(18O)同位素值與土層深度關(guān)系

3.3 楊樹木質(zhì)部水與不同潛在水源的關(guān)系

由6—11月份各來(lái)源水δ(18O)同位素值的波動(dòng)幅度和方差降序排列見(jiàn)表5，土壤水δ(18O)的波動(dòng)幅度和方差隨深度的增加而減小。其中降水波動(dòng)幅度和方差最大，分別為1.888%和54.27;地表＞20 ～40 cm 處土壤水波動(dòng)幅度和方差次之，分別為1.209%和37.07。表明降水和＞20～40 cm 處的土壤水最易受到外來(lái)水源和環(huán)境因子的干擾。＞20 ～40、＞40～60、＞60 ～80 cm 處土壤水的波動(dòng)幅度和方差均大于0～20 cm 處，這是由于表層土壤蒸發(fā)強(qiáng)烈，當(dāng)遇到外來(lái)水源時(shí)，表層水分迅速被蒸發(fā)或下滲，對(duì)該層土壤干擾作用小而導(dǎo)致的。＞160～180、＞180 ～200、＞200～220 cm 的土壤水δ(18O)同位素值的波動(dòng)幅度和方差基本相等，大小均在0.281%～0.276%和1.73～1.63;地下水δ(18O)同位素值最穩(wěn)定，波動(dòng)幅度和方差最小，分別為0.079%和0.09。表明160 cm 以下土壤水含量、組成和性質(zhì)較穩(wěn)定。

表5 不同來(lái)源水及楊樹莖木質(zhì)部水δ(18O)同位素波動(dòng)幅度及方差

綜合得出，160 cm 以下土壤層水和地下水較穩(wěn)定，不易受到光照、降水等氣象因子和環(huán)境因子的影響而發(fā)生氫氧同位素的分餾和富集。楊樹木質(zhì)部氧同位素的波動(dòng)幅度和方差分別為0.210%和1.15，且波動(dòng)幅度和方差介于＞160～220 cm 處土壤水和地下水之間，表明在研究區(qū)楊樹的根系生長(zhǎng)較深，呈現(xiàn)出明顯的趨水性，能吸收深層土壤水和地下水。這進(jìn)一步證實(shí)了鞏國(guó)麗［13］等對(duì)白刺水分來(lái)源的結(jié)論的正確性。

3.4 沙地楊樹人工林水分利用策略

由于植物木質(zhì)部水分保留了被根系吸收前水分同位素信息，因此，可利用木質(zhì)部水和各來(lái)源水分δ(D)、δ(18O)作為示蹤劑來(lái)分析不同水源對(duì)植物耗水的貢獻(xiàn)，從而判斷植物根系有效吸收水分的區(qū)域，進(jìn)而了解沙地楊樹人工林水分利用策略［18－19］。根據(jù)0～220 cm 土壤剖面土壤水同位素特征，結(jié)合枝條木質(zhì)部、雨水、地下水δ(D)、δ(18O)同位素值，利用三源線性混合模型計(jì)算楊樹對(duì)不同水源的相對(duì)使用量(由于此模型只能在植物吸收水分來(lái)源不超過(guò)3 個(gè)的情況下計(jì)算，且3 個(gè)來(lái)源水中δ(D)、δ(18O)值應(yīng)有明顯差異，已得出160 cm 以下土壤水組成成分相似、性質(zhì)穩(wěn)定，因此，將160 cm 以下水分歸為一組取其平均值計(jì)算)。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知，在第一組數(shù)據(jù)中，夏季楊樹水分完全由＞140 ～160 cm 處的土壤水貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)率達(dá)到了100%;秋季楊樹水分由表層0～20 cm 土壤水和＞140～160 cm 處的土壤水貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)率分別為20.67%和79.33%。綜合分析得出:夏秋兩季＞140 ～160 cm 處的土壤水對(duì)楊樹的貢獻(xiàn)率最大，且秋季楊樹能少量吸收0 ～20 cm 處淺層土壤水?；九懦耍?0 ～80 cm 處土壤水對(duì)楊樹的影響。

表6 不同來(lái)源水對(duì)楊樹的貢獻(xiàn)率 %

在第二組來(lái)源水中，夏季＞140 ～160 cm 處土壤水對(duì)楊樹的貢獻(xiàn)率最大，且最低貢獻(xiàn)率達(dá)到97%;秋季＞20～40、＞80～100、＞140～160 cm 三個(gè)土層均對(duì)楊樹水分有所貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)率分別為8.33%、1.33%和90.33%。由此可知，夏秋兩季＞140 ～160 cm 處土壤水對(duì)楊樹水分的貢獻(xiàn)率最大，且秋季楊樹能少量吸收＞20～40、＞80～100 cm 處土壤水。

在第三組來(lái)源水中，夏季＞120 ～140、＞160 ～180 cm 處土壤水對(duì)楊樹水分的貢獻(xiàn)率分別為7.67%、92.33%，秋季＞120 ～140、＞160 ～180 cm 處土壤水對(duì)楊樹水分的貢獻(xiàn)率分別為6.67%、93.33%。綜上可知，夏秋兩季楊樹水分完全由＞120～140、＞160～180 cm 處土壤水貢獻(xiàn)，其中以＞160 ～180 cm 處土壤水貢獻(xiàn)率大，綜合貢獻(xiàn)率達(dá)到了92.83%。

在第四組來(lái)源水中，夏季楊樹水分由＞100 ～120、＞160～220 cm 處土壤水貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)率分別為1.33%、98.67%;秋季樹水分由＞60～80、＞160～220 cm處土壤水貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)率分別為23.67%、76.33%。這表明，夏秋兩季楊樹水分主要由＞160 ～220 cm 處土壤水貢獻(xiàn)達(dá)到了87.50%。

在第五組來(lái)源水中，夏季楊樹水分由＞160 ～220 cm 處土壤水、地下水和降水貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)率分別為82%、17.67%和0.33%。秋季楊樹水分同樣由＞160～220 cm 處土壤水、地下水和降水貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)率分別為79.33%、19.67%和1.00%。由此可知，夏秋兩季楊樹水分主要由＞160～220 cm 處土壤水和地下水貢獻(xiàn)，綜合貢獻(xiàn)率分別為80.67%、18.67%。

綜合分析五組數(shù)據(jù)得出，夏季楊樹主要吸收140 cm 以下土壤水和地下水，秋季楊樹不僅吸收140 cm 以下土壤水和地下水，對(duì)淺層土壤水也有少量的吸收。這與趙良菊［16］等在黑河下游研究結(jié)果為喬木河岸林多利用地下水存在差異，主要因?yàn)榍罢哐芯康貫楹恿靼哆?，水源較為穩(wěn)定，樹木根系的趨水性使得河岸林多利用地下水;而本研究為沙質(zhì)土人工林區(qū)，除降雨外沒(méi)有外來(lái)水源的注入，而沙質(zhì)土中，土壤顆粒間孔隙大，土壤質(zhì)地疏松，保水能力差，不僅利于植物根系的生長(zhǎng)，而且利于水分的下滲，導(dǎo)致淺層土壤含水量少，夏季太陽(yáng)輻射高，光照較強(qiáng)，造成淺層土壤水大量蒸發(fā)，使得楊樹根系生長(zhǎng)較深，多吸收深層土壤水和地下水來(lái)維持植物體內(nèi)的水量平衡，而秋季光照強(qiáng)度相對(duì)較弱，光照時(shí)間短，蒸發(fā)相對(duì)較小，楊樹不僅吸收深層土壤水和地下水，而且在淺層土壤中含有一定量可供楊樹根系吸收的水分。

4 結(jié)論

不同季節(jié)楊樹林水分利用策略不同，夏季楊樹主要吸收140 cm 以下土壤水和地下水，秋季楊樹除了吸收140 cm 以下土壤水和地下水外，對(duì)淺層土壤水也有少量的吸收。這一水分利用策略表明:楊樹根系在淺層和深層土壤中均有分布，楊樹根系的生長(zhǎng)表現(xiàn)為明顯的趨水性，且主根深入深層土壤中，為楊樹吸取深層土壤水和地下水提供了條件，而淺層土壤含有大量的側(cè)根，是楊樹吸取淺層土壤水和雨水的基礎(chǔ)。此種根系分布特征保證了楊樹在干旱和濕潤(rùn)季節(jié)采用不同的水分利用策略，從而保證自身水分的需要，是植物對(duì)環(huán)境適應(yīng)性的表現(xiàn)。

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