雷州半島尾巨桉人工林水分利用來(lái)源的旱雨季差異

王志超，許宇星，竹萬(wàn)寬，杜阿朋

（中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 速生樹(shù)木研究所 廣東湛江桉樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站，廣東 湛江 524022）

水分是影響植物生長(zhǎng)和發(fā)育的重要環(huán)境因子，對(duì)植物的分布起著決定性作用[1]。全球氣候變化背景下，大氣降水格局不斷發(fā)生改變[2-4]，導(dǎo)致中國(guó)熱帶亞熱帶地區(qū)因降水時(shí)空分布不均引發(fā)的季節(jié)性干旱形勢(shì)越發(fā)嚴(yán)峻[5-6]，且氣候模型預(yù)測(cè)這一趨勢(shì)還將進(jìn)一步加劇[7]，這會(huì)對(duì)該地區(qū)植被的生長(zhǎng)、固碳及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生巨大威脅[8]。植物吸收和利用水分來(lái)源的模式在一定程度上決定了其對(duì)環(huán)境水分狀況發(fā)生改變時(shí)的響應(yīng)強(qiáng)度和結(jié)果[9-10]，也影響著在干旱脅迫期水分管理對(duì)策的選擇和判斷。因此，對(duì)植物水分利用來(lái)源特征的了解，不但有助于評(píng)估和預(yù)測(cè)降水格局變化對(duì)未來(lái)植被結(jié)構(gòu)的影響，還對(duì)在水分脅迫期精準(zhǔn)指導(dǎo)林分水分管理和調(diào)控具有重大意義。

氫氧穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外確定植物水分來(lái)源及其吸收土壤水分層位最有效、最準(zhǔn)確的方法[11-12]。基于除鹽生植物和超旱生植物外，植物根系從吸水到傳輸至葉片和未栓化枝條前氫氧穩(wěn)定同位素不發(fā)生分餾的現(xiàn)象，通過(guò)測(cè)定植物木質(zhì)部和潛在水分來(lái)源的氫氧同位素值，結(jié)合溯源混合模型，可以有效確定植物根系吸收水分的來(lái)源[12-13]。目前，該技術(shù)已在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用，如王平元等[14]利用該技術(shù)發(fā)現(xiàn)：淺層土壤水是斜葉榕Ficustinctoria全年最主要的水分來(lái)源；STRATTON 等[15]利用該技術(shù)對(duì)夏威夷干旱森林中8 種木本植物水分利用來(lái)源研究發(fā)現(xiàn)：除常綠物種多型鐵心Metrosiderospolymorpha和干旱落葉物種夏威夷雷諾木Reynoldsiasandwicensis主要利用深層土壤水外，其他6 種植物均主要利用淺層土壤水。

桉樹(shù)是華南地區(qū)最重要的速生豐產(chǎn)林樹(shù)種，其巨大的林分生產(chǎn)力和碳匯功能關(guān)系著中國(guó)的木材供給安全和碳收支平衡。然而，研究卻發(fā)現(xiàn)：桉樹(shù)的生長(zhǎng)受水分脅迫的限制比較嚴(yán)重[16-17]。全球氣候變化背景下桉樹(shù)種植區(qū)季節(jié)性干旱程度的不斷加劇[6]，使得桉樹(shù)人工林的生產(chǎn)力及其碳匯功能面臨嚴(yán)重下降的風(fēng)險(xiǎn)。在季節(jié)性干旱期制定科學(xué)合理的調(diào)控對(duì)策，對(duì)桉樹(shù)水分利用來(lái)源特征的了解勢(shì)在必行。尾巨桉Eucalyptusurophylla×E.grandis是中國(guó)最具代表性的桉樹(shù)，約占桉樹(shù)種植總面積的1/3，然而，利用氫氧穩(wěn)定同位素對(duì)典型立地條件下尾巨桉人工林水分利用來(lái)源特征的研究鮮有報(bào)道。為此，本研究選取雷州半島尾巨桉人工林為研究對(duì)象，在旱雨季典型月份對(duì)尾巨桉人工林木質(zhì)部水、土壤水、雨水和地下水氫穩(wěn)定同位素值(δD)和氧穩(wěn)定同位素值(δ18O)進(jìn)行測(cè)定，分析尾巨桉人工林水分利用來(lái)源的旱雨季變化，揭示其適應(yīng)季節(jié)性干旱的水分來(lái)源利用策略，為桉樹(shù)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理和水資源高效利用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

1 研究區(qū)概況及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究地設(shè)置在廣東湛江桉樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站內(nèi)(21°16′N(xiāo)，110°05′E)，該區(qū)海拔為80～220 m，屬典型的海洋性季風(fēng)氣候。研究區(qū)多年平均氣溫和降水量分別為23.1 ℃和1 319.5 mm，其中極端最低氣溫為1.4 ℃，常發(fā)生在1月，極端最高氣溫為38.1 ℃，常發(fā)生在7月。研究區(qū)降水時(shí)空分布極為不均，高度集中在5—10月(雨季)，占全年降水量的77%～85%[18]，是典型的季節(jié)性干旱脅迫區(qū)。根據(jù)世界土壤資源參考數(shù)據(jù)庫(kù)[19]，研究地點(diǎn)的土壤被歸類(lèi)為磚紅壤(暗紅濕潤(rùn)鐵鋁土，Rhodi-Udic Ferralosols)，由玄武巖的風(fēng)化沉積物發(fā)展而成，呈酸性，0～80 cm 土層深度的平均pH 為4.9。

本研究的尾巨桉人工林營(yíng)造于2012年7月，造林無(wú)性系為DH32-29，現(xiàn)存密度為1 345 株·hm-2，葉面積指數(shù)為1.82，平均胸徑為16.54 cm，平均樹(shù)高為19.74 m，平均冠幅為3.12 m。在試驗(yàn)林內(nèi)，設(shè)置3 個(gè)具有代表性的樣地，每個(gè)樣地面積為400 m2。試驗(yàn)林林下植被豐富，主要灌木有野牡丹Melastomacandidum、馬櫻丹Lantanacamara等；主要草本植物有飛揚(yáng)草Euphorbiahirta、飛機(jī)草Eupatoriumodoratum、蟛蜞菊Wedeliachinensis以及白花鬼針草HerbaBidentis等。

1.2 研究方法

1.2.1 氣象因子觀測(cè) 在尾巨桉人工林試驗(yàn)區(qū)附近開(kāi)闊地帶安置自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)，裝有Campbell 公司CR3000 型數(shù)據(jù)采集器、HMP155A 空氣溫濕度傳感器、TE525MM 雨量筒及LI190SB 型光合有效輻射傳感器，可連續(xù)觀測(cè)試驗(yàn)期間的大氣溫度(T,℃)、空氣相對(duì)濕度(HR,%)、降水量(R,mm)及光合有效輻射(PAR,μmol·s-1·m-2)等氣象指標(biāo)特征，隔10 min 觀測(cè)1 次。

1.2.2 同位素樣品的采集和處理 木質(zhì)部樣品：在3 個(gè)固定樣地內(nèi)標(biāo)記用于固定取樣的植物個(gè)體3 株，分別在雨季典型月份(6—8月)和旱季典型月份(12—2月)采集植株非綠色栓化枝條樣本(直徑為0.3～0.5 cm，長(zhǎng)為3.0～5.0 cm)，每株3 個(gè)重復(fù)。迅速去除韌皮部，裝入12 mL 螺口玻璃采樣瓶中，用parafilm 膜密封，放入裝好干冰的干冰桶帶回。在進(jìn)行水分抽提前放超低溫冰箱-20 ℃冷凍保存。

土壤樣品：采集植物樣本的同時(shí)，在采樣株附近挖取土壤剖面，分別在10、20、30、40、60、80、100、150 和200 cm 土層深處采集土壤樣品，裝入12 mL 的螺口玻璃瓶中，并用parafilm 膜密封，迅速放入裝好干冰的干冰桶帶回。在進(jìn)行水分抽提前放超低溫冰箱-20 ℃冷凍保存。穩(wěn)定同位素取樣的同時(shí)，對(duì)各土層進(jìn)行環(huán)刀取土，用于準(zhǔn)確測(cè)定各土層土壤含水量(烘干法)。

地下水樣品：取距研究點(diǎn)最近的井水代表地下水(水位觀測(cè)井)，每次3 個(gè)重復(fù)。將水裝入12 mL 螺口玻璃瓶中，parafilm 膜密封，迅速裝入4 ℃保溫箱中帶回實(shí)驗(yàn)室。在樣品測(cè)定前放冰箱4 ℃冷藏保存。取樣日期及頻率與植物木質(zhì)部取樣保持一致。

大氣降水樣品：該地區(qū)的降水均以雨水的形式出現(xiàn)。采用國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)全球大氣降水網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃(GNIP)推薦的雨水收集裝置采集雨樣。收集過(guò)程中將蒸發(fā)作用的影響降到最低，盡量避免收集的雨水與外界空氣交換。對(duì)觀測(cè)期間所有單次雨量超過(guò)5 mm 的降水分別采樣記錄，于降水事件結(jié)束后從收集瓶?jī)?nèi)取出2 mL(＜2 mL 時(shí)全部取出)樣品裝入采樣瓶，parafilm 膜密封，迅速裝入4 ℃的保溫箱中帶回。在樣品測(cè)定前放冰箱4 ℃冷藏保存。

1.2.3 同位素樣品的測(cè)定 首先利用超低溫(-196 ℃)真空蒸餾抽提系統(tǒng)將植物木質(zhì)部中的水和土壤樣品中的水抽提出來(lái)，其次利用穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀(Delta V Advantage，美國(guó)) 測(cè)定δD 和δ18O；液態(tài)水δD 和δ18O 均以V-SMOW (Vienna standard mean ocean water)為標(biāo)準(zhǔn)；樣品穩(wěn)定同位素值計(jì)算公式為：δX=(Rsam/Rstd-1) ×1 000‰。其中：δX為測(cè)定的對(duì)應(yīng)樣品的穩(wěn)定同位素值，Rsam為樣品中元素的重輕同位素比值；Rstd為國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)物中元素重輕同位素之比(如D/H，18O/16O)。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

在R 4.2.0 中使用貝葉斯混合模型(MixSIAR)計(jì)算尾巨桉對(duì)各潛在水分來(lái)源的相對(duì)利用比例。考慮到提取或根系吸收水分過(guò)程可能存在氫同位素分餾效應(yīng)，本研究利用該模型基于各層土壤水及地下水的δ18O 實(shí)測(cè)值(source data)和莖木質(zhì)部水的δ18O 的實(shí)測(cè)值(mixture data)運(yùn)行，其中馬爾科夫鏈蒙特卡洛方法(Markov Chain Monte Carlo，MCMC)運(yùn)行步長(zhǎng)選擇“Very long”，模型誤差選取“Process+residual”，由此估算得到的每個(gè)水源對(duì)桉樹(shù)水分利用的貢獻(xiàn)率。

采用Excel 2016 處理數(shù)據(jù)和制作表格，利用SPSS 19.0 軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并檢驗(yàn)差異的顯著性。用Origin 2020 進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究區(qū)降水分布及雨水同位素值特征

整個(gè)研究期間(2021年1月至2022年4月)總降水量為1 531.5 mm，降水主要在5—10月，其降水量為976.5 mm(圖1)，占2021年全年降水量(1 208.4 mm)的80.8%，旱雨季明顯。其中在旱季典型月份取樣期間的2月出現(xiàn)氣候反常，降水量達(dá)111.6 mm。另外，對(duì)研究期間降水的δ18O 監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)：在1—4月δ18O 平均為-3.12‰，5—10月δ18O 平均為-6.75‰，11月至次年4月δ18O 平均為-2.98‰，表現(xiàn)為旱季數(shù)據(jù)偏正，雨季數(shù)據(jù)偏負(fù)的季節(jié)變化規(guī)律；同時(shí)根據(jù)當(dāng)?shù)亟邓摩?8O 和δD，線(xiàn)性擬合出當(dāng)?shù)卮髿饨邓€(xiàn)方程(圖2)：δD=7.64δ18O+18.70 (R2=0.919，P＜0.001)，與全球大氣降水線(xiàn)方程相比，斜率偏小，表明當(dāng)?shù)卮髿饨邓诮德溥^(guò)程中發(fā)生了蒸發(fā)富集現(xiàn)象。

圖1 研究期間研究降水量的分布和降水的δ18O值Figure 1 Distribution of precipitation and δ18O values of precipitation during the study period

圖2 研究區(qū)當(dāng)?shù)卮髿饨邓€(xiàn)和全球大氣降水線(xiàn)比較Figure 2 Comparison of local meteoric water line in the study area and global meteoric water line

2.2 尾巨桉樣地各土層土壤含水量變化特征

由圖3可見(jiàn)：各月土壤含水量均隨土壤深度的增加而增加，且越靠近表層的土壤受蒸發(fā)的影響越劇烈，變化幅度越大。雨季典型月份7、8、9月土壤含水量為24.5%～32.1%，0～200 cm 土層平均含水量為29.2%，其中表層0～40 cm 的平均土壤含水量也高達(dá)27.5%，土壤水分較為充沛；而旱季典型月份12 和1月的土壤含水量為15.4%～26.8%，0～200 cm 土層平均含水量為22.9%，顯著小于雨季平均含水量(P＜0.05)，其表層0～40 cm 的平均土壤含水量?jī)H為19.3%，顯著小于雨季表層土壤含水量及旱季深層土壤含水量25.8% (P＜0.05)，表明旱季水分較為虧缺，且淺層土壤虧缺較深層嚴(yán)重。旱季2月大量降水后(111.6 mm)，土壤水分得到迅速補(bǔ)充，平均土壤含水量為28.3%，表層0～40 cm 的平均土壤含水量提高到27.4%，已與雨季表層土壤含水量無(wú)顯著差異。

圖3 尾巨桉人工林不同月份土壤含水量變化特征Figure 3 Change characteristics of soil water content of E.urophylla×E. grandis plantation in different months

2.3 尾巨桉木質(zhì)部及潛在水源δ18O 的變化及其水分來(lái)源定性分析

如圖4所示：受不同月份近期降水與土壤原有水分同位素差異的聯(lián)合影響，不同月份各土層中土壤水δ18O 的變化特征不同，但表層0～40 cm 土壤水的δ18O 均隨土層深度的增加而減小。這主要是由于雨水降落到地表并向土壤入滲的過(guò)程中發(fā)生了蒸發(fā)現(xiàn)象使得重同位素富集導(dǎo)致的。

圖4 不同取樣時(shí)間植物木質(zhì)部水、各土層土壤水以及地下水的δ18O 值Figure 4 δ18O of stem water,soil water and groundwater at different sampling times

各月木質(zhì)部水的δ18O 也有所不同，說(shuō)明尾巨桉在不同月份的水分來(lái)源可能有差異。在雨季，7月尾巨桉木質(zhì)部水的δ18O 與0～40 cm 土層土壤水δ18O 接近，且在30～40 cm 土層處有1 個(gè)交點(diǎn)，說(shuō)明尾巨桉7月主要利用0～40 cm 土層的土壤水；8月尾巨桉木質(zhì)部水的δ18O 與10 及60～100 cm 土層土壤水δ18O 接近，且分別在60 及80～100 cm 土層處各有1 個(gè)交點(diǎn)，說(shuō)明尾巨桉8月主要利用10 及40～100 cm土層的土壤水；9月尾巨桉木質(zhì)部水的δ18O 與0～20、80～100 cm 土層土壤水δ18O 接近，并分別相交于10～20 cm、80 及100 cm 附近，說(shuō)明尾巨桉9月主要利用0～20 及80～100 cm 土層的土壤水。綜合雨季典型月份水分來(lái)源的定性分析可以看出，尾巨桉在雨季主要利用0～100 cm 土層的土壤水。

在旱季，12月尾巨桉木質(zhì)部水的δ18O 與地下水、150～200 cm 土層土壤水δ18O 接近，并相交于150～200 cm 土層，表明尾巨桉12月主要利用150～200 cm 土層的土壤水和地下水；1月，尾巨桉木質(zhì)部水的δ18O 分別在100～150 及150～200 cm 土層處相交，并與地下水、100 cm 土層土壤水、150 cm土層土壤水和200 cm 土層土壤水的δ18O 接近，說(shuō)明尾巨桉1月主要利用100～200 cm 土層土壤水和地下水。2月，尾巨桉木質(zhì)部水δ18O 與0～30 cm 土層處土壤水δ18O 接近，且在10～20、20～30 cm 土層處各有交點(diǎn)，說(shuō)明尾巨桉2月主要利用0～30 cm 土層的土壤水。綜合旱季典型月份水分來(lái)源的定性分析可以看出：尾巨桉在旱季的干旱月份主要利用100～200 cm 土層的土壤水和地下水，但旱季水分得到補(bǔ)充后(2月)，又轉(zhuǎn)為主要利用0～30 cm 土層的土壤水。

2.4 桉樹(shù)人工林對(duì)各潛在水源的利用比例及旱雨季差異分析

根據(jù)同位素質(zhì)量守恒原理，通過(guò)MixSIAR 模型對(duì)尾巨桉旱雨季典型月份的潛在水源利用比例進(jìn)行定量估算(表1)，結(jié)果表明：不同月份尾巨桉對(duì)不同深度土壤水和地下水的利用比例存在一定差異。7月尾巨桉對(duì)0～40 cm 土層土壤水的利用比例最高，為45.5%，對(duì)其他土層水源的利用比例分別為12.1%(40～100 cm)、12.2% (100～150 cm)、11.7% (150～200 cm)和18.4% (地下水)；8月主要利用40～100 和100～150 cm 土層土壤水，利用比例分別為30.9%和22.5%，而對(duì)其他土層水源利用比例相對(duì)較低：0～40 cm 為15.8%、150～200 cm 為18.0%、地下水為12.8%；9月則主要利用0～40 和40～100 cm 土層的土壤水，利用比例分別為22.7%和29.8%，對(duì)其他土層水源的利用比例分別為15.2% (100～150 cm)、19.4%(150～200 cm)以及13.0% (地下水)。12月降水較少，取樣前僅為5.4 mm，此時(shí)尾巨桉主要利用150～200 cm 土層的土壤水和地下水，利用比例分別為39.6%和23.3%，而對(duì)淺層土壤水的利用比例較低，其中0～40 cm 土層為11.0%，40～100 cm 土層為11.2%，100～150 cm 土層為15.0%；1月同樣降水極少，僅為24.7 mm，其主要利用100 cm 土層以下的土壤水和地下水，利用比例分別為24.4% (100～150 cm)、20.3%(150～200 cm)和21.8% (地下水)。2月氣候反常，降水量達(dá)111.6 mm，土壤水分得到大量補(bǔ)充，此時(shí)尾巨桉對(duì)0～40 cm 土層土壤水的利用比例達(dá)27.9%，對(duì)其他土層水源利用比例相當(dāng)，其中40～100 cm 土層為16.1%，100～150 cm 土層為19.1%，150～200 cm 土層為17.9%，地下水為19.0%。

表1 不同月份尾巨桉人工林對(duì)各潛在水源的利用比例Table 1 Proportions of potential water sources for E. urophylla × E.grandis plantation in different months

對(duì)尾巨桉旱季和雨季典型月份水分利用來(lái)源比例統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，尾巨桉旱雨季平均的主要水分利用來(lái)源存在明顯差異(圖5)。雨季尾巨桉主要利用0～40 和40～100 cm 土層土壤水，利用比例分別為28.0%和24.3%，而旱季則主要利用150～200 cm 土層的土壤水和地下水，利用比例分別為29.9%和22.6%；此外，旱季大量降水后，尾巨桉會(huì)增加對(duì)表層土壤水的利用比例，降低深層土壤水和地下水的利用比例，如2月大量降水后，對(duì)0～40 和40～100 cm 土層土壤水的利用比例較12 和1月的平均值分別增加了14.7% 和1.5%，達(dá)27.9% 和16.1%，提高率分別為111.4% 和10.3%。而對(duì)100～150、150～200 cm 土層的土壤水和地下水的利用率分別減少了0.6%、12.0%和3.6%。

圖5 尾巨桉人工林雨季、旱季及旱季大量補(bǔ)水后的各潛在水源的利用比例變化Figure 5 Changes in the proportion of each potential water source used in the wet and dry seasons and after substantial water supply in the dry season in E. urophylla × E. grandis plantations

3 討論

中國(guó)的雷州半島地區(qū)屬于典型的海洋性季風(fēng)氣候，全年降水量主要在5—10月，旱雨季分明[20]。受低緯度高熱和高輻射的影響，該地區(qū)的雨水在下落過(guò)程中往往會(huì)發(fā)生蒸發(fā)作用，導(dǎo)致同位素富集，因此本研究得到的當(dāng)?shù)卮髿饨邓€(xiàn)的斜率較全球大氣降水線(xiàn)小。這與曾祥明等[21]對(duì)貴州普定縣陳旗流域大氣降水線(xiàn)的研究結(jié)果相似。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)：當(dāng)?shù)亟邓摩?8O 還表現(xiàn)出雨季偏負(fù)旱季偏正的季節(jié)性變化規(guī)律。這主要是由于雨季降水的水汽主要來(lái)源于低緯度海洋。受海洋水汽的影響，空氣濕潤(rùn)且降水量大，蒸發(fā)作用較弱，重同位素富集作用輕，而旱季受大陸性氣團(tuán)的影響，空氣干燥且降水量小，蒸發(fā)作用強(qiáng)，重同位素富集作用強(qiáng)導(dǎo)致的[22]。

林地的土壤水分及其同位素組成受降水、蒸發(fā)以及入滲等過(guò)程的綜合影響[23]，因此不同時(shí)間、不同地點(diǎn)及不同土層深度的土壤含水量及其δ18O 往往存在較大差異[24]。眾所周知，越接近地表的土壤受降水和蒸發(fā)等環(huán)境作用的影響就越大，因此表層土壤的含水量往往最小，且變化幅度最大。隨著土層的加深，受外界環(huán)境影響不斷減弱，土壤含水量逐漸增加并趨于穩(wěn)定[25]。這與本研究對(duì)尾巨桉各土層深度土壤含水量的研究結(jié)果相符。受降水時(shí)空分配不均的影響，7—9月0～200 cm 土層平均土壤含水量顯著大于12 和1月(P＜0.05)，且越接近土壤表層這種差異越明顯，因此，旱季干旱月份淺層土壤的水分虧缺程度要比深層土壤更為嚴(yán)重，這也與表層土壤受到蒸發(fā)作用最為強(qiáng)烈有關(guān)。另外，地表土壤水分的蒸發(fā)，還會(huì)導(dǎo)致表層土壤水δ18O 的富集[26]，因此各月0～40 cm 土層的土壤δ18O 均隨土層的加深而逐漸偏負(fù)，表現(xiàn)為明顯的分餾效應(yīng)。隨著土層深度的增加，這種蒸發(fā)分餾效應(yīng)逐漸減弱，再加上深層土壤水δ18O 不但受近期降水的影響，還與更早降水入滲補(bǔ)給混合形成的新土壤水的原水分同位素有關(guān)[27-28]，因此，40～200 cm 土層土壤水的δ18O 變化規(guī)律各月有所不同，但基本遵循先增大后減小或趨于穩(wěn)定的變化規(guī)律。綜合降水、入滲和蒸發(fā)的影響，尾巨桉人工林0～200 cm 土層土壤水分的δ18O 基本遵循先減小后增大再減小或趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，這與楊?lèi)?ài)國(guó)等[12]對(duì)科爾沁沙地楊樹(shù)Populus土壤水以及靳宇蓉等[29]對(duì)黃土高原黃綿土土壤水δ18O 的分布特征的研究結(jié)果保持一致。

環(huán)境中可利用水資源在時(shí)間或空間上經(jīng)常發(fā)生變化，植物往往會(huì)通過(guò)一定的水分利用來(lái)源策略來(lái)提升其適應(yīng)水分脅迫的生存能力[30-32]，不同植物適應(yīng)干旱的水分利用策略可能不同。本研究中尾巨桉雨季主要利用0～40 和40～100 cm 的淺層土壤水分，而旱季干旱月份則主要利用150～200 cm 的深層土壤水和地下水，并且在旱季土壤水分得到補(bǔ)充后尾巨桉又會(huì)增加淺層土壤水的利用比例，并降低深層土壤水和地下水的利用比例。這與丁亞麗等[33]對(duì)喀斯特地區(qū)3年生尾巨桉的水分利用深度有所不同，可能是由于林齡的不同尾巨桉根系分布特征也不同以及喀斯特地區(qū)土壤特性共同導(dǎo)致的[34-36]。由兩者的研究結(jié)論可以推測(cè)：尾巨桉可以隨著環(huán)境可利用水資源的變化靈活地改變其主要的水分利用來(lái)源的策略。這種策略對(duì)尾巨桉適應(yīng)季節(jié)性干旱的意義重大[1,37]，同時(shí)也能最大程度減小根系吸收水分時(shí)的能量消耗[36,38]。相似的研究結(jié)論也在其他樹(shù)種中被發(fā)現(xiàn)，如北京山區(qū)的側(cè)柏Platycladusorientalis雨季主要利用表層0～20 cm 的土壤水，而旱季時(shí)期則主要利用深層土壤水[39]；在雨季，德國(guó)西南部的歐洲冷杉Abiesalba70%的水來(lái)自于淺層土壤，而旱季則主要利用深層土壤水[40]。與上述水分利用策略不同的是干旱區(qū)的物種面對(duì)季節(jié)性干旱可能采用更加保守的水分利用策略，如亞洲中部的紅柳Tamarixramosissima[30]以及西南亞高山地區(qū)的岷江冷杉Abiesfaxoniana[41]均主要依靠地下水生存，其生理活動(dòng)和對(duì)地下水的利用比例均不受上層土壤水分含量變化的影響。古爾班通古特沙漠南緣的白梭梭Haloxylonpersicum無(wú)論春季、夏季和秋季均主要利用100～300 cm 的深層土壤水(42.6%～68.8%)[42-43]，但同一地區(qū)的梭梭H.ammodendron在水分充足期(春季)，主要利用0～40 cm 的淺層土壤水(62%～95%)[42-44]，這與尾巨桉雨季水分利用策略相似，但在干旱期(夏秋季)，梭梭對(duì)地下水的利用比例高達(dá)68%～100%，且在外界降水后并不能增加其對(duì)土壤水分利用比例[42-44]。這與本研究對(duì)尾巨桉旱季大量降水后水分利用來(lái)源的研究結(jié)果不同，顯示了梭梭在極端干旱條件下保守的水分利用策略。不同植物應(yīng)對(duì)干旱時(shí)水分利用來(lái)源策略的差異，可能是其對(duì)環(huán)境長(zhǎng)期適應(yīng)的結(jié)果。全球氣候變化背景下，桉樹(shù)種植區(qū)的降水格局正在不斷發(fā)生變化。本研究對(duì)尾巨桉水分利用來(lái)源特征的定量研究，對(duì)于評(píng)估未來(lái)降水格局對(duì)桉樹(shù)產(chǎn)業(yè)的影響，精準(zhǔn)指導(dǎo)桉樹(shù)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理和水資源高效利用均有重要意義。