旱区灌木衰退死亡生理机制研究获新进展
发表日期:2025-10-11来源：生态与农业研究室
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水分传输是植物在土壤‑植物‑大气连续体（SPAC）中维持生命活动的基础过程。水分可在植物体内自根系向叶片运输形成一个连续的水柱，维持这一水力系统的完整性对于维管植物在干旱环境下的存活尤为关键。然而，以干旱沙区固沙灌木为对象的水力沙碳经济耦合限制如何导致植物衰退与死亡的潜在机制仍存在许多不确定性，以致很难理论解释固沙植被群落发生演变的内在机制。
中国科学院西北生态环境资源研究院李新荣研究团队在腾格里沙漠人工固沙植被区通过观测2种优势灌木的枯枝率、径向生长、水力性状、碳同化和非结构性碳水化合物储存(NSC)，系统研究了植物体型随年龄增长过程中水分传输特性及水力策略的演变规律，分析了这些变化对碳收入与非结构性碳水化合物储存的影响，揭示了干旱区固沙植物衰退死亡的潜在生理机制。
研究发现，固沙灌木随年龄增加，生长变慢，死亡率上升，其水力传输效率和碳同化均随植株个体增大而下降，而NSC含量保持不变，且2种灌木在气孔行为方面存在显著差异。
研究表明，水力及相关的碳同化限制是导致干旱区固沙灌木衰退或死亡的关键机制，而非NSC消耗。该结论在理论上提出了固沙灌木抗逆性机制及其环境适应的新认知，为防风固沙灌木植被重建和可持续管理提供了科学依据。
以上成果以Size-related decline in dryland shrubs is related to reductions in hydraulic efficiency and carbon assimilation and not nonstructural carbohydrate depletion为题发表于国际植物学研究期刊New Phytologist。西北研究院张红霞副研究员为论文第一作者，李新荣研究员为论文通讯作者，美国太平洋西北国家实验室Nate G. McDowell和美国荒漠植物园Kevin R. Hultine参与了部分研究。该研究得到国家自然科学基金的资助。
论文链接：http://doi.org/10.1111/nph.70615
个体大小相关的干旱区灌木衰退死亡的理论框架
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