速生树木所在桉树夜间水分利用机制研究方面取得新进展

　　树木用水是连接碳水循环和能量循环的关键生态水文过程之一。然而，以往大多数对树木用水的研究都忽略了夜间模式。事实上，植物夜间用水比例可占日总用水量的4.1% ~ 69%，并对植物的很多生理过程如养分运输、氧气传输以及次日的光合作用、蒸腾作用和抗干旱胁迫能力等均具有重要意义。但目前对很多树木的昼夜用水模式和控制机制尚不清楚，这阻碍了对立地水分平衡的准确估计和对树冠夜间水分利用过程的正确理解。在全球夜间温度比白天增长更快更明显的结论已被证实的背景下，解释不同植物夜间用水特征及其组分的驱动机制将变得更加必要和迫切。
　　桉树作为我国华南地区重要的战略树种，其种植面积已达546.74万公顷，这引发了人们对区域水资源安全影响的担忧。为了正确评估和预测全球气候变化背景下桉树人工林对生态和水文的影响，需要准确了解其昼夜用水模式和控制机制。目前，关于中国桉树夜间用水及其组分的特征还知之甚少，对其夜间组分（夜间蒸腾和夜间补水）的影响因素和过程也不清楚。因此，本研究以中国最具代表性的桉树品种尾巨桉为研究对象，旨在研究尾巨桉的昼夜用水特征的季节动态；探讨控制夜间蒸腾和夜间补水动态的假设和机制；拆分夜间蒸腾和夜间补水，并量化两者分布的日变化和季节变化特征。研究结果表明：尾巨桉人工林的年蒸腾量在358.7 mm至545.3 mm之间，占全年降雨量的33.6%，但在旱季这一比例增至82.5%。此外，华南地区的尾巨桉人工林存在大量的夜间用水，年平均夜间用水比例为12.35%。尾巨桉的夜间用水包括夜间蒸腾和夜间补水两部分。夜间蒸腾和夜间补水动态受夜间环境因子和白天环境因子的共同控制，前者驱动夜间蒸腾，而后者通过驱动白天蒸腾间接控制夜间补水。根据直径日变化与树干储水量之间的关系，我们尝试了一种新方法，将夜间蒸腾和夜间补水进行了拆分。拆分的结果表明，夜间补水的比例在不同天气和月份均有很大差异，尾巨桉的夜间用水主要是用于夜间蒸腾（58.63%）。
　　上述研究结果近日以“Quantification of Nocturnal Water Use and Its Composition in aEucalyptus urophylla×E. grandisPlantation on the Leizhou Peninsula, South China”为题发表在国际著名学术期刊《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》（影响因子3.7）。速生树木所副研究员王志超为论文的第一作者，中南林业科技大学的项文化教授为通讯作者。该研究得到“十四五”国家重点研发计划项目（2023YFD2201005）、广东省自然基金面上项目（2021A1515010560）、广东省林业生态监测网络平台建设项目（2024CG232）和广东湛江桉树林生态系统国家定位观测研究站运行（KS2024160017）等项目的资助。（王志超)
　　　　　中国林科院 　2024-10-29

关键词 桉树  夜间  水分利用  碳水循环  图片