《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2017年第34卷第3期刊載了西北農(nóng)林科技大學(xué)趙西寧、李楠、高曉東、霍高鵬和潘燕輝的論文——“基于18O示蹤的不同樹(shù)齡棗樹(shù)土壤水分利用特征分析”。該研究由“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(項(xiàng)目號(hào)：2016YFC0400204)等資助。

在西北黃土丘陵旱區(qū)，土壤水分是限制植被生長(zhǎng)和作物產(chǎn)量的主要因子。高效合理利用地土壤水分，可以使土壤水分得到一定補(bǔ)充和恢復(fù)，也可促進(jìn)土壤庫(kù)的重建。自實(shí)施退耕還林工程以來(lái)，紅棗林以其在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)方面的顯著效益得以在該區(qū)發(fā)展迅猛，形成了多齡交錯(cuò)的空間分布。

不同樹(shù)齡棗樹(shù)間剖面土壤水分和根系分布的變化，將不可避免造成土壤水分利用策略的差異。穩(wěn)定同位素技術(shù)以較高的靈敏性和準(zhǔn)確性等優(yōu)點(diǎn)，成為生態(tài)學(xué)領(lǐng)域有效的研究手段。

該研究利用穩(wěn)定氫氧同位素技術(shù)和MixSIR模型結(jié)合的方法，揭示棗樹(shù)的水分來(lái)源及不同樹(shù)齡棗樹(shù)對(duì)水分利用的季節(jié)性變化，為黃土丘陵區(qū)紅棗生態(tài)經(jīng)濟(jì)林的持續(xù)健康發(fā)展和土壤水分的持續(xù)利用提供科技支撐。

研究表明，不同樹(shù)齡的棗樹(shù)，隨著時(shí)間的推移在不同生育期內(nèi)水分來(lái)源不同;同時(shí)隨著樹(shù)齡的增加，棗樹(shù)在同一生育期內(nèi)水分來(lái)源也存在差異。在不同生育期內(nèi)，隨著水分的不穩(wěn)定變化，不同樹(shù)齡的棗樹(shù)可以通過(guò)調(diào)節(jié)水分利用特征來(lái)適應(yīng)外界變化的水分環(huán)境。

當(dāng)淺層(0～40 cm)土壤水分相對(duì)充足時(shí)，棗樹(shù)主要吸收利用淺層土壤水分，而當(dāng)降雨量減少，淺層土壤水分匱乏時(shí)，棗樹(shù)會(huì)調(diào)整土壤水分的利用深度，增加中層(40～120 cm)和深層(120～200 cm)土壤水分的利用比例。同時(shí)隨著樹(shù)齡的增加，棗樹(shù)會(huì)對(duì)中層土壤水分的消耗量逐漸增加，使中深層土壤水分接近或低于凋萎系數(shù)。

通過(guò)分析不同樹(shù)齡棗樹(shù)水分利用特征的差異，可以確定出適宜的水分管理方法，如通過(guò)覆蓋措施減少4年和8年生棗樹(shù)的非生產(chǎn)性耗水，通過(guò)修剪或間伐等措施減少17年和22年生棗樹(shù)自身奢侈性耗水，使棗樹(shù)耗水和土壤水分承載力間達(dá)到平衡，促進(jìn)紅棗經(jīng)濟(jì)林持續(xù)健康發(fā)展。