北京理加联合科技有限公司

LICA United Technology Limited

服务热线: 13910499761 010-51292601
企业邮箱
应用支持 Application Support
News 应用支持

LI-2100|石灰岩vs白云岩:喀斯特树木两套喝水生存策略

日期: 2026-07-27
浏览次数: 44

LI-2100|石灰岩vs白云岩:喀斯特树木两套喝水生存策略

研究背景

喀斯特地区土层浅薄、基岩裸露,地下水分在不同土层和岩石裂隙中的分布高度不均,水分供应已成为制约植被恢复与长期稳定的重要因素。石灰岩与白云岩在风化程度、土层厚度和裂隙结构等方面存在明显差异,可能进一步影响植物的根系吸水、木质部输水及叶片耗水过程。然而,现有研究多聚焦于气候或植被类型对植物水分利用的影响,对于岩性如何通过改变水源供给格局,系统性驱动根系吸水、木质部传导与叶片蒸腾这一完整连续体的水分策略重塑,仍缺乏定量认识。

针对这一问题,中国科学院亚热带农业生态研究所陈洪松老师团队,以西南喀斯特石灰岩和白云岩生境中五种共有乡土树种为对象,通过稳定同位素示踪、栓塞脆弱性曲线等技术,系统测定了根系吸水来源、木质部水力性状及叶片C/O同位素。其结果为喀斯特异质生境植被修复提供了理论依据。该成果发表于《Tree Physiology》。

LI-2100|石灰岩vs白云岩:喀斯特树木两套喝水生存策略

图1.水力特性、喀斯特生态系统、稳定同位素、气孔调节、水源。

研究方法

研究在广西壮族自治区西北部的两个小型流域的石灰岩和白云岩小流域开展。在两种岩性生境中分别设置4个20 m×20 m样地,共8个样地。选取同时分布于石灰岩和白云岩生境中的5种常见落叶树种,包括盐肤木、菜豆树、南酸枣、任豆和香椿,以减少树种组成差异对研究结果的干扰;

监测指标:土壤含水量、土壤水δD和δ¹⁸O、木质部水δD和δ¹⁸O、不同土层水源贡献比例、植物主要吸水深度、木质部水势、导水率、木材密度,以及叶片δ¹³C和δ¹⁸O等;

值得一提的是,科研人员采用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统(北京理加联合科技有限公司)提取土壤水和木质部水。该设备采用超低压真空蒸馏冷冻的原理,不仅能高效获取土壤水,而且可严格控制提取过程、避免蒸发引发的同位素分馏,确保氢氧同位素分析结果的准确性;

数据分析:采用MixSIAR模型估算不同土层的水源贡献,并通过方差分析、回归分析及线性混合模型,比较不同岩性和树种间的差异,解析根—木质部—叶片水分性状之间的协同与权衡关系;

 LI-2100|石灰岩vs白云岩:喀斯特树木两套喝水生存策略

图2.各物种利用水源的平均比例(±标准差):(a)雨季;(b)旱季。

LI-2100|石灰岩vs白云岩:喀斯特树木两套喝水生存策略 

图3.石灰岩和白云岩人工林中各树种末端枝条的空化脆弱性曲线。

LI-2100|石灰岩vs白云岩:喀斯特树木两套喝水生存策略 

图4.石灰岩和白云岩人工林叶片同位素值的季节性变化:(a) δ¹³C 和 (b) δ¹⁸O (± SD)。

LI-2100|石灰岩vs白云岩:喀斯特树木两套喝水生存策略 

图5.根-木质部-叶连续体中关键植物水分利用性状之间的相关性。

研究结果

 石灰岩树木主要利用深层土壤水,白云岩树木则更多依赖浅层水源,且这种差异主要由岩性而非树种决定;

 石灰岩植物偏向高效输水,白云岩植物则通过提高木材密度和抗栓塞能力增强水力安全性;

 白云岩植物采取高水分利用效率、强气孔调节的保守策略,而石灰岩植物的气孔调节较宽松、耗水能力更强;

依赖浅层水源的植物水力安全性更高,而利用深层水源的植物气孔限制更弱,进而形成石灰岩生境的“获取型”策略和白云岩生境的“保守型”策略;

结语

从一块岩石到一片森林,基岩看似沉默,却深刻影响着植物如何寻找、输送和节约每一滴水。石灰岩与白云岩生境中形成的不同用水策略也提醒我们,喀斯特地区的植被恢复不能只看树种,更要读懂脚下的岩土条件。随着长期观测和极端干旱研究的深入,人们将进一步认识这些策略在气候变化中的稳定性,为不同岩性区域选择更合适的树种,让恢复后的森林真正“扎得住、活得久”。

发表期刊:Tree Physiology【影响因子:4.0】

研究单位:中国科学院亚热带农业研究所、中国科学院广西喀斯特生态过程与服务重点实验室等

研究地点:中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站

使用设备:LI-2100全自动真空冷凝抽提系统

DOI:https://doi.org/10.1093/treephys/tpag013


News / 相关新闻 More
2026 - 08 - 31
研究背景干旱区森林的植物水文过程是区域水循环的重要组成部分,不仅影响群落结构、生态功能和生产力,也关系到区域物质与能量平衡。作为干旱生态系统最主要的水分输入,降水具有显著的季节差异和有限的时间可利用性。天山北麓针叶林是典型的寒温带森林,春夏降雨较为充沛,冬季寒冷漫长,降雪量较大且积雪持续时间较长,形成了独特的季节性水分供给格局。然而,在这一降水时空格局下,植物在生长季对夏季降雨与冬季来源水分的相对利用程度仍不清楚。基于此,新疆大学常顺利老师团队联合新疆生产建设兵团等团队,以天山北坡的异果小檗和黑果栒子为研究对象,借助稳定同位素技术,解析不同季节降水对土壤补给及灌木用水的贡献,为认识干旱区山地森林的水分利用策略及其对气候变化的响应提供了数据支撑。相关成果发表于《Journal of Hydrology: Regional Studies》。 图1.研究区及采样样地的位置。a为中国及天山山脉的...
2026 - 08 - 24
小麦蛋白质含量直接影响面粉的加工品质与经济价值。传统凯氏定氮法虽准确,但耗时且会破坏样品,难以满足快速检测需求。近红外高光谱成像为蛋白质无损估算提供了新方法,但海量波段也带来了较高的数据处理和设备成本。因此,如何筛选少量关键波长,在简化模型与硬件的同时保持估算精度,成为推动该技术实际应用的关键。针对这一问题,印度科学与创新研究院与澳大利亚皇家墨尔本理工大学联合团队利用高光谱成像技术,结合混合波长筛选与光谱分箱方法,从147个波长中锁定6个关键波长,实现了小麦蛋白质含量的准确估算,相关成果发表于《Food Chemistry》。 图1.实验流程:数据处理、光谱预处理、波长选择、光谱分箱及模型构建。实验设计研究团队采集了2021至2022年度印度5个小麦主产区的621份样本,蛋白含量覆盖9.5%至17.25%的宽幅范围。采用Resonon Pika NIR-320高光谱成像仪获取光谱数据,每份...
2026 - 08 - 24
研究背景多年冻土区CH₄排放是全球变暖的重要潜在正反馈,但已有研究和模型大多以CH₄通量与温度呈单调响应为基本假设,对CH₄产生/氧化过程可能存在的非线性阈值特征、以及升温—降温季节间水热条件的不对称性关注较少。这提示相同温度在升温相与降温相可能对应不同的通量状态(即“滞后效应”),但这一现象在水文异质性较强的森林—湿地过渡带此前尚缺乏长期原位证据的检验。为此,哈尔滨师范大学臧淑英老师团队依托中国东北大兴安岭北极镇,开展两年高频监测,系统检验CH₄通量的相位依赖性温度阈值及其水文—微生物调控机制,成果发表于《Journal of Forestry Research》。图1.研究区域、样地位置和实验装置。研究方法研究区位于中国东北大兴安岭北极镇,地处欧亚多年冻土带南缘,多年冻土退化剧烈;设置三个关键采样期:活动层融化初期(5 月初)、生长旺季(7 月中旬)、土壤冻结前期(10 月末)。每个生...
2026 - 08 - 17
研究背景生物多样性如何影响入侵,是生态学的核心议题。经典理论认为物种丰富的群落更能抵御外来入侵,但这一认知几乎全部建立在生长季活体植物的研究之上,对植物衰老后凋落物产生的持续影响关注较少。凋落物分解既能释放氮、磷等养分,促进入侵植物生长,也可能携带真菌病原菌,对入侵植物形成生物抑制。这两种相反作用如何共同影响植物入侵,以及本地植物与入侵植物之间的系统发育亲缘关系是否会改变其作用方向,仍有待深入研究。基于此,兰州大学吴纪华老师团队研究以3种入侵菊科植物和12种本土植物凋落物为对象,通过设置不同凋落物多样性、亲缘关系及杀菌处理开展温室实验。结果表明,近缘凋落物主要通过病原菌溢出抑制入侵植物,远缘凋落物则通过养分富集促进其生长,为揭示植物亲缘关系调控多样性—可入侵性关系提供了数据支撑。成果发表于《New Phytologist》。图1.概念图展示了凋落物多样性与入侵性之间潜在机制的关系。研究方法...
关闭窗口】【打印
Copyright ©2018-2023 北京理加联合科技有限公司
犀牛云提供企业云服务

北京理加联合科技有限公司

地址:北京市海淀区安宁庄东路18号光华创业园5号楼(生产研发)
          光华创业园科研楼四层
电话:13910499761 13910124070  010-51292601
传真:010-82899770-8014
邮箱:info@li-ca.com
邮编:100085

 



 


 


  • 您的姓名:
  • *
  • 公司名称:
  • *
  • 地址:
  • *
  • 电话:
  • *
  • 传真:
  • *
  • 电子邮箱:
  • *
  • 邮政编码:
  • *
  • 留言主题:
  • *
  • 详细说明:
  • *
在线留言
关注我们
  • 官方微信
  • 官方手机端
友情链接:
X
1

QQ设置

3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

5

电话号码管理

  • 010-51292601
6

二维码管理

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

展开