在中国西南部喀斯特地区的木本植物水分利用策略中，岩石裂缝和土壤的差异化作用

《Plant and Soil》：Differential roles of rock fractures and soil in water-use strategies of woody plants in a Southwest China Karst Region

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摘要

背景与目的

中国西南部喀斯特地区的森林受到地下水资源储存能力有限的严重限制，这主要是由于土壤较浅以及岩石风化过程中形成的岩层裂缝较为发达所致。然而，区分土壤和岩层裂缝对植物水分利用策略的相对影响仍然具有挑战性。

方法

我们研究了中国西南部喀斯特地区本土阔叶木本植物的与水分利用相关的功能特性，并确定了在不同土壤厚度和岩层裂缝发育程度下的植物水分利用策略，这些策略可能与岩石中的钙（Ca）和镁（Mg）浓度有关。土壤厚度、土壤孔隙度以及断裂岩层的厚度被用作地下持水能力的指标。

结果

通过土壤厚度和断裂岩层厚度的介导，岩石差异解释了植物水分利用策略10.4%–25.5%的空间变异。与非喀斯特生境相比，喀斯特生境具有更高的岩石钙浓度、更薄的土壤和更发达的岩层裂缝，这些特征与更为保守的叶片水分利用策略相关。较薄的土壤也伴随着更高的岩石镁浓度和对水力结构的更多投资。在调节植物水分利用方面，土壤厚度的影响比岩层裂缝更为显著。

结论

我们的研究结果强调了土壤厚度在调节木本植物水分利用中的关键作用，而岩层裂缝的作用虽然较弱，但也起到了一定的积极影响。这些发现可以提高我们评估在气候变异性增加情况下异质喀斯特生态系统恢复力的能力，并为评估在浅层土壤景观中长期以来被忽视但充满动态变化的地下生态过程提供一个结构化的框架。

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