干旱脅迫下杉木葉片吸水及水分逆向運移特征

【摘要】：全球氣候變化下降水格局時空分布不均導致亞熱帶地區季風氣候周期性干旱日益嚴重，而葉片吸水（foliar water uptake， FWU）對緩解植物干旱脅迫具有重要的生態和水文效應。本研究以盆栽杉木（Cunninghamia lanceolata）作為對象，利用重水噴施模擬降水，設置4個土壤水分（自然充沛、自然適宜、輕度干旱、中度干旱，分別對應實際土壤含水量（SWC）21%～26%、16%～21%、12%～16%、8%～12%）和葉面濕潤時長（10、30、40、60 min），對杉木葉片吸水及逆向運移重水（δD）的利用比例進行連續監測。結果表明，當土壤受到干旱脅迫（8%～16%），葉片被持續噴濕時間≥30 min時，葉片會發生FWU，且葉片吸收的水分可沿葉-枝-根的水勢梯度逆向運移到木質部和根附近土壤中，改善植物水分狀況。葉片對逆向運移重水的利用比例隨降水結束后時間的增加而逐漸減小，在降水結束1 h后達到最大值，為10.82%；枝條和根對逆向運移重水的利用比例隨降水結束后時間的增加先升高后緩慢減小，其分別在降水結束2 h和2～4 h后利用比例達到最大，為8.36%和0.65%，說明杉木各個部位對逆向運移重水的利用比例不同，響應時間也不同且存在一定的滯后性。因此，杉木可以通過根和葉吸收水分，對季節性干旱地區利用自然水資源、有效緩解自身干旱脅迫具有重要意義。