水源分配与等水线-异水线行为之间的协调性，塑造了盐碱土壤中中国柽柳（Tamarix chinensis）和垂枝榆（Ulmus pumila）截然不同的水分利用策略

《Frontiers in Plant Science》：Coordination between water source partitioning and isohydric-anisohydric behavior shapes contrasting water use strategies of Tamarix chinensis and Ulmus pumila in saline-alkaline soils

黄河三角洲盐碱环境中，沙棘（Tamarix chinensis）和白榆（Ulmus pumila）的水分利用策略及生理响应差异研究。通过氢氧同位素分析和MixSIAR模型结合生理参数测定，发现沙棘采用可塑性异水合策略，季节性调整浅层、中层及深层土壤水利用比例，并保持较高气孔导度；而白榆维持保守型同水合策略，稳定依赖中层和深层土壤水，通过严格气孔调控维持叶水势稳定。两者策略协同水分获取与抗逆机制，沙棘因深水利用和异水合特性更具干旱适应性。

　　
盐碱环境中植物水利用策略的适应性差异及其生态意义

黄河三角洲作为典型的滨海盐碱地带，其植被群落对水分和盐分的协同适应机制备受关注。本研究通过同位素水动力学分析和生理参数测定，系统揭示了红柳（Tamarix chinensis）与白榆（Ulmus pumila）两种优势树种在盐碱土壤中的差异化水利用策略及其生态适应性。研究发现，红柳通过动态调整水源配比和显著的生理可塑性，展现出更强的抗旱能力；而白榆固守保守策略，在持续干旱下可能面临更大的生存风险。

在盐碱土壤的水分调控机制方面，研究揭示了植物根系对深层高盐水的利用潜能。红柳通过垂直扩展的根系系统（最大扎根深度达1.2米），能够灵活调配浅层（0-20cm）、中层（20-60cm）和深层（60-100cm）土壤水分，其水源配比随降水波动呈现显著季节变化。在干旱期（4-6月），红柳通过增加深层土壤（72%）和地下水（14%）的利用比例，有效维持了较高的蒸腾速率（32%高于白榆）和光合速率（约20%差异）。这种策略使其叶水势日较差（ΔΨ）达到-1.25 MPa，较白榆低约40%，展现出更强的水分利用弹性。

白榆则发展出独特的保守策略，其根系主要分布在20-60cm的中层土壤（合计64%）。这种空间分布使其在盐碱环境中能够规避表层土壤的盐分积聚（EC值从地表的1.60 dS/m降至深层0.72 dS/m）。生理监测显示，白榆通过严格调控气孔导度（gs值稳定在0.15-0.22 mol·m?2·s?1），维持叶水势波动范围在-1.0到-1.3 MPa之间。这种"收缩-维持"策略虽有效控制水分流失，却导致其光合潜力（An）在干旱期较红柳低28%-35%，且无法有效利用深层盐分较高的地下水（占比仅14%）。

同位素示踪技术（δ2H/δ1?O）结合MixSIAR模型分析表明，红柳展现出显著的水源重构能力。其δ2H值在干旱期偏离降水线（LMWL）达3.2‰，通过混合深层土壤水（δ2H=-9.5‰）和地下水（δ2H=-8.1‰）实现水源优化。这种混合策略使其在6月土壤含水量降至12.3%时，仍能保持稳定的水分输入（日均水量1.2 L·m?2·d?1）。与之形成对比，白榆的水源配比全年稳定在33%中层水和31%深层水，其δ2H值始终紧密围绕降水线波动（偏离度＜1‰），反映其对可用水源的高度依赖性。

生理响应分析揭示了策略差异的内在机制。红柳的气孔导度（gs）在干旱期达到0.38 mol·m?2·s?1，较白榆的0.22高65%，这种开放状态使其光合速率（An）维持在8.5-10.2 μmol·m?2·s?1，而白榆在同样条件下仅为5.8-7.2 μmol·m?2·s?1。值得注意的是，红柳的ΔΨ日波动范围可达-0.8 MPa，其水势调节机制通过混合利用不同盐度水源（表层0.8 dS/m，深层1.1 dS/m）实现动态平衡，这种机制使其在土壤含盐量从1.6 dS/m到0.7 dS/m的梯度变化中仍能维持正常生理活动。

在生态适应方面，红柳展现出独特的耐盐-抗旱协同机制。其根系分泌物能降低土壤pH（0.3-0.5单位）和EC值（20%-30%），创造局部低盐微环境。这种"以毒攻毒"的生物学特性使其在盐分累积（表层土壤EC值6月达1.60 dS/m）时仍能保持50%以上的深层土壤水分利用率。而白榆由于缺乏盐 tolerance机制，在盐分梯度＞1.0 dS/m时会出现气孔关闭（gs＜0.15）和光合抑制（An＜5 μmol·m?2·s?1）。

研究进一步揭示了水策略与生理参数的耦合关系。通过冗余分析（RDA）发现，红柳的水源重构能力与气孔导度（r=0.82）、光合速率（r=0.75）显著相关，形成"深层水源-高蒸腾-强光合"的正向循环。相反，白榆的稳定水源利用与气孔导度负相关（r=-0.41），其光合作用更多依赖碳水化合物储备。这种策略差异导致两种植物在200mm/年的降水减少下，红柳的生存概率比白榆高40%-50%。

管理实践方面，研究提出盐碱地植被重建的"双轨策略"：在轻度盐化区域（EC＜1.2 dS/m）推荐白榆与红柳混交种植，利用白榆的稳定水源维持基础生态功能，同时通过红柳的深层水利用和盐分淋洗能力提升整体系统稳定性；在重度盐渍化区域（EC＞1.5 dS/m）应优先选择红柳，其根系分泌物可使土壤EC降低0.3-0.5 dS/m，为后续植被恢复创造条件。此外，建议建立"水分-盐分"协同监测系统，重点追踪20-60cm中层土壤的水盐动态，这对精准调控植被水分策略具有重要指导意义。

该研究突破了传统同位素示踪技术的分析框架，创新性地将水源重构能力与气孔动力学参数进行耦合分析。通过揭示植物水策略与生理响应的内在关联，为盐碱地植被管理提供了新的理论支撑：在持续干旱和盐分入侵的背景下，红柳的"塑性适应"模式更符合生态系统的动态平衡需求，而白榆的"保守维持"策略则适合稳定水源供给的微环境。这种差异化的水利用策略为生物多样性保护与生产力提升的协同管理提供了科学依据。