林业科学

作者：李泽义1,莫惟轶1,王玉婷1,张慧瑶1,马博龙1,黄欣1,姜在民2,蔡靖1,*

单位：1. 西北农林科技大学林学院　杨凌 7121002. 西北农林科技大学生命科学学院　杨凌 712100

关键词：干旱胁迫,非结构性碳水化合物,水力特性,死亡机制,致死阈值

基金：国家重点研发计划项目（2021YFD2200304）。

目的: 探究红桦在干旱胁迫下水力学和碳代谢特性，揭示其致死阈值与死亡机制，明晰红桦在全球气候变暖背景下生存与适应能力，也为红桦苗木培育及森林经营提供理论参考。方法: 对4年生红桦幼苗进行持续干旱胁迫，根据叶片外观及生理状态划分为4个胁迫阶段（阶段Ⅰ，达到叶片膨压损失点；阶段Ⅱ，叶片下垂；阶段Ⅲ，叶片开始干枯；阶段Ⅳ，叶片完全枯黄），到达每个胁迫阶段后进行阶段复水（1周，2周，4周），干旱胁迫期间及复水特定阶段测定：土壤体积含水量，叶凌晨水势、正午水势，叶比导水率，茎比导水率、茎导水率损失值，根、茎、叶可溶性糖及淀粉含量并计算非结构性碳水化合物（NSC）总量。结果: 1） 干旱胁迫至4个阶段时，叶凌晨水势分别下降到–0.732、–1.32、–1.712、–2.23 MPa，胁迫到最终阶段，茎比导水率、叶比导水率分别下降94.5%、99.1%，导水率损失超过88%，各器官可溶性糖含量上升，淀粉含量下降，可溶性糖与淀粉比值上升，根NSC总量下降到62.6%，可溶性糖和淀粉含量与导水率损失值有显著相关性（P<0.01）。2） 复水后，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 阶段各器官可溶性糖含量显著高于对照组（P<0.05），在此胁迫阶段红桦幼苗的水分运输能力可以得到恢复，Ⅳ阶段红桦幼苗水力学性状无法恢复，根、茎的NSC含量低于对照组水平。3） 4个阶段红桦幼苗茎导水率损失值分别为15.57%±0.61%、49.49%±5.03%、77%±2.52%、96.4%±1.11%，死亡率为0，0，33.3%，100%。结论: 干旱胁迫期间红桦幼苗水力学性状与NSC存在耦合关系，红桦幼苗通过动态调节各器官碳分配模式，将淀粉转化成可溶性糖，应对持续干旱胁迫对水分运输的影响，复水后，红桦幼苗水力学性状与NSC的恢复程度会受到前期干旱胁迫程度的影响，水力失衡和碳饥饿共同发生在植株死亡过程中，红桦幼苗的茎导水率损失值为77%时已有死亡风险。

来源：2025年第9期

《林业科学》期刊编辑部

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