林业科学

作者：康敏敏1,2,李平平2,万艳芳2,*,段文标1,于澎涛2,王彦辉2,张小全3,李未来3,高原3

单位：1. 东北林业大学林学院　哈尔滨 1500402. 中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所　国家林业和草原局森林生态环境重点实验室　北京 1000913. 大自然保护协会　北京 100026

关键词：侧柏,极端土壤干旱,土壤湿度,树干液流密度,日变化模式

基金：国家重点研发计划项目（2022YFF0801804，2022YFF0801803）；四川省绿化基金会（2023031P）。

目的: 准确量化北京山区侧柏人工林的树干液流密度对极端土壤干旱的响应，明确其应对极端干旱胁迫的水分利用策略，为气候变化背景下北京山区林水协调综合管理提供科学依据。方法: 2024年生长季（5—10月），在北京市密云区五座楼林场选取侧柏（当地主要造林树种）人工林，设置1块20 m×20 m固定样地。采用热扩散液流探针连续监测树干液流密度变化，并同步观测气象因子和0~40 cm土层土壤湿度（用土壤相对可利用水分REW表示），分析树干液流密度的变化特征及其对环境因子的响应。结果: 1） 2024年生长季出现连续73天的极端土壤干旱（干旱期5月1日—7月12日），期间REW极低，平均仅为0.11，并伴随着持续高温和强太阳辐射。干旱降低了侧柏的树干液流密度，其在干旱期内一直维持在低水平，平均值仅为0.004 4 mL·cm?2min?1，显著低于生长季内非干旱期的平均值（0.020 2 mL·cm?2min?1）（P<0.01）。2） 干旱胁迫使干旱期内晴天、阴天和雨天等天气类型的液流密度差异减小且不显著（P>0.05）。干旱期内的日间降雨使液流密度短暂回升，导致雨天的平均液流密度（0.004 9 mL·cm?2min?1）略高于晴天和阴天，分别高4.3%和16.7%。3） 干旱改变了液流密度的日变化模式和昼夜占比。非干旱期晴天和阴天的液流密度呈“单峰型”日变化模式，且日间液流密度占比达95%以上，而干旱期晴天和阴天的液流密度日变化呈“波谷型”，且日间液流密度占比大幅降低到44%和51%。干旱期的日间降雨会改变液流密度日变化特征，表现为随日间降雨量增加而增大，有可能日变化模式也恢复为“单峰型”，且日间液流密度占比也逐渐增加。4） 侧柏树干液流密度在干旱期主要受气象因子（太阳辐射强度、饱和水汽压差、降水量）影响，而在非干旱期主要受气象因子和土壤湿度的共同影响。结论: 在极端土壤干旱胁迫下，侧柏会显著降低其液流密度，并改变液流密度日变化特征。在干旱期白天基本未测定到侧柏的树干液流，夜间反而测定到用于补充树体储水的液流。这表明侧柏具有较强的抗旱性，通过白天关闭气孔降低液流密度以减少蒸腾耗水、夜间维持较高液流密度以补充树体储水的方式来改变液流日变化模式和昼夜比例，从而形成较高的干旱胁迫环境适应性。因此，对于极易遭受土壤干旱胁迫的旱区阳坡瘠薄立地，应优先选择栽植耐旱性强的侧柏，并通过密度管理等措施降低林木蒸腾和蒸散耗水，维持基本的林水平衡。本研究阐明了侧柏适应严重土壤干旱胁迫的用水策略，为制定适应气候变化的林水协调综合管理方案提供了理论依据。

来源：2025年第9期

《林业科学》期刊编辑部

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