摘要
地下水是沙漠潜水植物的重要水源，对植物的生长、生存及种群结构影响重大。受气候变化和人类活动的影响，地下水埋深进一步增加，威胁着荒漠生态系统植物的可持续发展。且土壤质地通过改变土壤的持水能力，影响地下水的毛管上升区高度，进而影响植物的水分利用。了解地下水埋深增加后，荒漠植物的生理生态学响应和适应机制，对认识荒漠植被的维持机制和荒漠环境的演变过程及方向，具有重要的生态学意义。近年来，古尔班通古特沙漠地区地下水埋深的变化，加剧了梭梭林的衰退，严重威胁着荒漠植被的结构稳定性和功能多样性。然而，生长在该生境不同土壤质地上梭梭(Haloxylonammodendron）和白梭梭(Haloxylonpersicum）幼苗，其响应地下水埋深增加的建植策略需要进一步明晰，并且在梭梭无法利用地下水的情况下，对其死亡机制的认识同样需要进一步探究。对此，本文采用地下水模拟平台，设置5个地下水梯度（60，120,180,240和300cm）,探究两种土壤质地上梭梭和白梭梭幼苗，在建植过程中的生理生态性状对地下水埋深变化的响应，动态测定其水分状况、光合性能、表型调整和生物量分配等指标。采用蒸渗仪群平台，利用其水分补给控制装置模拟地下水的可及性，设置留存和去除地下水两个处理，测定梭梭的水力性状和非结构性碳动态，探究地下水可及性对梭梭死亡机制的影响。主要结论如下: （1）两种土壤质地的梭梭和白梭梭，正午同化枝水势沿地下水埋深增加显著下降。但净光合速率（Pn）、气孔导度（gs）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）及叶绿素含量（Chl）等可基本维持稳定或略有升高。沙土梭梭的Pn、gs、Tr、WUE和Chl在不同地下水埋深（0-300cm）的各月均值（6，7,8和9月）变异系数为13.0％-58.8％;沙土白梭梭为4.7％-31.1％;黏土梭梭为14.0％-51.1％;黏土白梭梭为4.8％-29.4％。两种土壤质地的梭梭和白梭梭，均具备一定的生理调节能力来维持其光合性能。不同土壤质地的水分有效性差异是影响两种梭梭光合性能的主要因素，沙土上两种梭梭的光合性能普遍要优于黏土。 （2）沙土上两种梭梭的株高（H）、基径（BD）、根深（RD）、地上生物量（AGB）、地下生物量（BGB）、粗根生物量（CRB）、细根生物量（FRB）和总生物量（TB）随地下水埋深增加显著升高（沙土梭梭不同性状在300cm相较于60cm升高70.7％-711.1％,沙土白梭梭为37.5％-295.5％），黏土上两种梭梭与之相反（沙土梭梭不同性状在300cm相较于60cm降低19.8％-75.6％,沙土白梭梭为17.5％-60.0％）。两种土壤质地的梭梭和白梭梭比叶面积（SLA），比根长（SRL）和根冠比（R∶S）基本维持稳定。两种土壤质地上的梭梭和白梭梭幼苗，均可协调地上与地下性状来权衡资源获取，满足生长过程中的碳水需求，在地下水埋深增加时存活(0-300cm),但沙土上两种梭梭具有更强的建植能力。 (3)去除地下水后，梭梭的黎明和正午同化枝水势显著下降，净光合速率、气孔导度和蒸腾速率，受其水分状况的影响显著下降，相较于留存地下水处理分别降低34.1％、33.3％和44.7％。同化枝和枝条的非结构性碳含量，并未显著降低，甚至有所升高，分别升高6.9％和9.2％。去除地下水后，梭梭调整了比叶面积和胡伯尔值，比叶面积降低16.3％,胡伯尔值升高48.0％。P50和P88在去除地下水后未显著变化，P50为-4.03MPa,P88为-6.93MPa。水力安全范围(HSM50和HSM88)显著降低，HSM50降低301.0％,HSM88降低68.7％。通过蒸渗仪群去除地下水后，水力失效是梭梭死亡风险加剧的主要因素，而在生长季末期树体出现枯枝时，非结构性碳含量并未降低由此引发碳饥饿。 综上所述，梭梭和白梭梭都具备一定的生理、表型及生物量分配的可塑性，以响应地下水埋深的增加，在0-300cm地下水埋深下均可成功建植。土壤质地会影响两种梭梭幼苗的生理过程、表型调整和生物量分配，对资源获取和建植能力产生影响。通过蒸渗仪群去除地下水后，梭梭遭受水力失效的风险将增加，但碳饥饿并未诱导其树体枝条枯死。
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