土壤水分与植物功能性状协同调控树木液流密度的格局与机制

《Agricultural and Forest Meteorology》：Soil water, plant functional traits and their interaction jointly shaped sap flow density

本综述系统揭示了土壤水分（SWV）与植物功能性状如何协同调控树木液流密度（SFD）。研究通过对101个树种的大数据分析，发现被子植物与裸子植物在水力效率与干旱耐受性间存在显著权衡。土壤水分放大了性状-SFD关系，强调了其在塑造树木水分利用策略中的关键作用，为预测气候变化下森林水文功能提供了重要理论依据。

　　

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Sap flow density

我们通过谷歌学术和中国知网（CNKI）检索关键词“sap flux density”、“sap flow density”、“transpiration”和“China”，构建了液流密度（SFD）数据库。然而，液流测量存在多种误差来源，包括方法学差异（例如热消散法、热平衡法、热脉冲法）和探针安装参数等。

Variation of the daytime mean sap flow density across species

白天平均液流密度（SFD）表现出显著的种间变异，范围从13.46 g cm^?2 day^?1（杉木）到惊人的1997.35 g cm^?2 day^?1（龙脑香），整体平均值为267.72 g cm^?2 day^?1。平均而言，被子植物的白天平均SFD（318.47 ± 21.16 g cm^?2 day^?1, n = 168）显著高于裸子植物（184.95 ± 10.15 g cm^?2 day^?1, n = 103; p < 0.001, R2 = 0.053）。然而，这种差异取决于土壤水分条件。在高土壤水分条件下，差异显著，但在低土壤水分条件下则不明显。

Effects of soil water on sap flow density

与我们的假设（H1）一致，液流密度（SFD）随着气候驱动因子和土壤水分（SWV）的增加而显著增加。但这一模式仅在被子植物中显著；裸子植物没有表现出相应的响应。大量局地尺度研究表明，气象条件——特别是温度、辐射和蒸汽压亏缺（VPD）——强烈影响液流动态。此外，土壤水分有效性通过改变土壤-植物-大气连续体中的水力阻力来调节SFD。

Conclusions

在本研究中，我们综合液流数据，探讨了植物功能性状、土壤水分和气候如何共同影响液流动态。我们发现白天平均液流密度（SFD）在物种和系统发育群组间存在显著差异。然而，这些系统发育差异取决于土壤水分条件。具体而言，SFD随土壤水分增加而在被子植物中增加，但在裸子植物中则不然，这反映了不同的水分利用策略：被子植物倾向于利用充足的水分来最大化传输效率，而裸子植物则表现出更保守的策略，优先考虑在较干环境下的安全性。