喀斯特峰丛洼地不同植被恢复阶段优势植物水分利用效率

doi:10.13287/j.1001-9332.202502.010

应用生态学报 ›› 2025, Vol. 36 ›› Issue (2): 445-451.doi: 10.13287/j.1001-9332.202502.010

喀斯特峰丛洼地不同植被恢复阶段优势植物水分利用效率

仇小月^1,2,3, 李健星^2,3, 陶旺兰^2,3, 王志英⁴, 郭屹立^2,3, 陆树华^2,3, 李先琨^2,3, 黄甫昭^2,3*

¹广西师范大学生命科学学院, 广西桂林 541006;
²广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所, 广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室/广西桂林城市生态系统国家定位观测研究站, 广西桂林 541006;
³弄岗喀斯特生态系统广西野外科学观测研究站, 广西崇左532499;
⁴中国科学院西双版纳热带植物园, 云南西双版纳 666303

收稿日期:2024-08-30 接受日期:2024-12-09 出版日期:2025-02-18 发布日期:2025-08-18
通讯作者: *E-mail: fuzhaoh@gxib.cn
作者简介:仇小月, 女, 1999年生, 硕士研究生。主要从事植物生态学研究。E-mail: 3520138886@qq.com
基金资助:
国家重点研发计划项目(2022YFF1300703)、广西重点研发计划项目(桂科AB22080057,桂科AB24010024)、国家自然科学基金项目(31800371,32260286)和广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室项目(22-035-26)

Water use efficiency of dominant tree species during natural restoration of vegetation in karst peak-cluster depression

QIU Xiaoyue^1,2,3, LI Jianxing^2,3, TAO Wanglan^2,3, WANG Zhiying⁴, GUO Yili^2,3, LU Shuhua^2,3, LI Xiankun^2,3, HUANG Fuzhao^2,3*

¹College of Life Sciences, Guangxi Normal University, Guilin 541006, Guangxi, China;
²Guangxi Key Laboratory of Plant Conservation and Restoration Ecology in Karst Terrain, Guangxi Institute of Botany, Guangxi Zhuang Autonomous Region and Chinese Academy of Sciences/Guangxi Guilin Urban Ecosystem National Observation and Research Station, Guilin 541006, Guangxi, China;
³Guangxi Field Scientific Observation and Research Station of Nonggang Karst Ecosystem, Chongzuo 532499, Guangxi, China;
⁴Xishuangbanna Tropical Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Xishuangbanan 666303, Yunnan, China

Received:2024-08-30 Accepted:2024-12-09 Online:2025-02-18 Published:2025-08-18

摘要/Abstract

摘要： 本研究利用稳定碳同位素技术研究喀斯特峰丛洼地3 个不同恢复阶段(灌丛、次生林、原生林)优势植物的水分利用效率,分析植被恢复过程中其水分利用策略。结果表明: 12 种优势植物叶片δ¹³C值的范围为-32.1‰～-29.0‰。各优势植物的水分利用效率变化范围为18.25～36.23 μmol·mol^-1,其中,海桐的水分利用效率最低,老虎刺的水分利用效率最高。不同恢复阶段的水分利用效率大小顺序为灌丛>次生林>原生林,且同一物种在植被恢复前期的水分利用效率高于植被恢复后期。不同生活型植物的水分利用效率大小顺序为藤本>灌木>乔木。从灌丛阶段至原生乔木林阶段,落叶植物的水分利用效率均高于常绿植物。随着植被恢复,植物的水分利用效率逐渐降低,提高水分利用效率是喀斯特峰丛洼地植物适应干旱生境的主要策略之一。在时常遭遇季节性或地质性干旱的喀斯特地区进行植被恢复时,应优先选择水分利用效率较高的藤本和灌木。

关键词: 喀斯特, 峰丛洼地, 植被恢复过程, 稳定碳同位素, 水分利用效率

Abstract: We measured water use efficiency (WUE) of dominant species across three distinct restoration stages (shrub, secondary forest, and primary forest) in karst peak-cluster depression region using stable carbon isotope technology. The results showed that foliar δ¹³C values of 12 dominant tree species ranged from -32.1‰ to -29.0‰. The WUE for these dominant species ranged from 18.25 μmoL·moL^-1 to 36.23 μmoL·moL^-1, with the lowest WUE in Pittosporum tobira and the highest WUE in Pterolobium punctatum. The hierarchy of WUE across different restoration stages was in order of shrub > secondary forest > primary forest. The WUE for a particular species was higher during early-stage vegetation recovery compared to late-stage. Furthermore, when considering different life forms, WUE was in order of liana > shrub > tree. From the shrub stage to the primary forest stage, deciduous species exhibited higher WUE than evergreen species. In summary, plant WUE gradually declined with the ongoing vegetation restoration process in this region. Enhancing WUE was one of the principal strategies for plant adaptation to drought-prone habitats within karst peak cluster depression region. Therefore, priority should be given to lianas and shrubs characterized by high WUE when selecting appropriate species for reforestation efforts in karst regions subject to seasonal or geological droughts.

Key words: karst; peak-cluster depression; vegetation restoration process; stable carbon isotope; water use efficiency

仇小月, 李健星, 陶旺兰, 王志英, 郭屹立, 陆树华, 李先琨, 黄甫昭. 喀斯特峰丛洼地不同植被恢复阶段优势植物水分利用效率[J]. 应用生态学报, 2025, 36(2): 445-451.

QIU Xiaoyue, LI Jianxing, TAO Wanglan, WANG Zhiying, GUO Yili, LU Shuhua, LI Xiankun, HUANG Fuzhao. Water use efficiency of dominant tree species during natural restoration of vegetation in karst peak-cluster depression[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2025, 36(2): 445-451.

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