中国林科院“十三五”国家自然科学基金项目优秀成果汇编报道42

——沙地樟子松树干液流对土壤水分亏缺响应的机理及阈值
荒漠化与水土保持：首次通过长期监测证实在我国半干旱中温带地区，樟子松人工林林分合理密度应控制在393株/hm2以下，疏林草原维持长期稳定的乔木、灌木和草本的关键盖度阈值分别为5%、15%和50%～80%，为2017年修订的国家《造林技术规程》半干旱区乔木林郁闭度国标提供了数据支撑；通过“星-空-地”一体化监测技术，发展了一套基于机器学习算法监测干旱区稀疏植物结构、植被格局和戈壁表面砾石形态特征的新方法，新方法可快速获取干旱区地表高空间分辨率影像，自动、快速、准确提取植被类型、个体植物和戈壁表面砾石形态结构参数，将影像空间分辨率提高到亚厘米级，显著提高了测量效率和精度，为国家荒漠生态系统生态质量精准监测与健康诊断提供关键技术支撑。
沙地樟子松树干液流对土壤水分亏缺响应的机理及阈值
Mechanism and environmental threshold value based on the response of sap flow to soil water deficit in Pinus sylvestris var.mongolica plantation
在沙地，土壤水分含量微小的变化足以引起树木生理活动的显著改变并对植被稳定性产生重大干扰。如何揭示树木生理活动对沙地土壤水分变化的敏感性及响应机制？过去主要集中在对树木枝叶的生理、形态特征变化的观测，并不能反映树木整体的水分状态。树干液流集合了与树木生存、生长、繁殖等紧密关联的水分信息。因此，开展树木树干液流对土壤水分变化响应的研究对于揭示树木个体的抗旱机制与方式有着重要意义。
中国林科院党宏忠副研究员及其团队在国家自然基金项目（批准号：31570704）的资助下，针对樟子松这一我国优良的固沙造林乔木树种的林分稳定性环境阈值界定这一科学问题，开展了树木树干液流的长期监测，在沙地樟子松液流速率的方位特征、季节变化特征、对严重干旱的响应规律、合理林分密度等方面取得了重要进展。本研究通过长期监测证实连续、严重的干旱显著降低了樟子松的水分利用能力及其恢复能力。地下水位高低决定了长期土壤干旱被缓解后樟子松的用水能力能否完全恢复。连续两年干旱使得樟子松胸径生长、蒸腾量和冠层气孔导度有显著下降，而且在两年干旱解除之后并得不到完全恢复。
多年监测证实，樟子松林分蒸腾量约占降水总量的1/3。基于章古台地区的水热条件，樟子松林现实林分的合理林分密度应控制在约393株/hm2以下。研究成果发表在Forest、Journal of Arid Land等期刊。
中国林科院科技处 2021-03-29

关键词 自然科学基金  科技成果  科技创新  荒漠化  水土保持  树干液流  土壤水分  图片