近日，北京林业大学水保学院研究团队在农林科学领域顶级期刊《Agricultural and Forest Meteorology》（中国科学院1区，IF=5.6）在线发表题为“Responses of canopy transpiration and conductance to different drought levels in Mongolian pine plantations in a semiarid urban environment of China”的学术论文。
城市中的树木与森林不仅增添了视觉上的美感，还提供了改善局部气候等多重生态效益。然而，在城市环境中，由于额外热量排放和热岛效应，蒸散作用可能会加剧。在全球气候变化的大背景下，干旱的发生频率和强度都有所上升，这对于干旱地区的城市树木和森林来说意味着更大的水资源压力。尽管目前对于城市树木蒸腾作用如何响应土壤干旱的研究日渐增多，但对于大气干旱（即高饱和水汽压差 VPD）以及复合干旱情况下城市树木用水情况的影响机制仍然不够清晰。
为了解决这一问题，水保学院的研究小组选择了干旱地区城市环境中的樟子松人工林作为研究对象，评估了在不同水分状况下，环境因素对樟子松树冠蒸腾作用的相对影响，并揭示了树冠导度对这些环境因素的敏感性，从而明确了在不同水分状况下樟子松人工林的用水模式及其调控原理。
图1 樟子松冠层蒸腾（Ec）对相对可提取水（REW）和饱和水汽压差（VPD）的响应
本研究通过多种回归分析方法确定了土壤湿度和VPD的关键阈值，结果表明分段线性回归模型更为合适，REW 和 VPD 的阈值分别确定为0.36和0.95 kPa。基于REW 和 VPD 的变化范围，将水分状况分为非干旱、大气干旱、土壤干旱和复合干旱四个阶段。研究发现樟子松人工林容易遭受复合干旱和大气干旱。在非干旱条件下，太阳辐射是影响树冠蒸腾作用和导度的主要因素；而在大气干旱条件下，太阳辐射和气温共同主导着树冠蒸腾过程；至于在土壤干旱和复合干旱条件下，树冠蒸腾作用和导度则显著受土壤湿度的影响。
图2 不同水分条件下各环境变量对樟子松人工林冠层蒸腾的相对贡献
图3 不同水分条件下樟子松人工林冠层导度对环境变量的敏感性
陈胜楠博士为论文第一作者，张志强教授为通讯作者，许行副教授、陈左司南博士参与研究工作。该项目得到“十四五”国家重点研发项目（2022YFF1302501）的支持。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168192324000121
