北京山区典型人工林乔木和林下灌木的水分利用及水分生态位特征研究

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摘要:为探究人工纯林内乔木与林下灌木的水分利用和生态位特征，于2023年6—10月和2024年5—9月，以人工林乔木刺槐（Robinia pseudoacacia）、栾树（Koelreuteria paniculata）和侧柏（Platycladus orientalis）及林下灌木荆条（Vitex negundo）为研究对象，利用氢氧稳定同位素技术和MixSIAR模型，分析其水分来源，并采用Levine指数和Levins重叠指数计算其生态位特征。结果表明：（1）旱季初期（5—6月），刺槐主要依赖地下水，栾树主要利用60—80 cm土壤水和地下水，侧柏主要利用0—40 cm浅层土壤水。雨季（7—8月），3种乔木均转向0—40 cm浅层土壤水。至旱季末期（9—10月），刺槐和栾树主要利用40—80 cm深层土壤水，侧柏则持续利用0—40 cm浅层土壤水。各林分荆条在旱季主要吸收0—40 cm浅层土壤水，雨季主要吸收0—20 cm土壤水。（2）旱季初期，侧柏与林下灌木的水分生态位重叠较高，其存在水资源竞争。雨季刺槐、栾树和侧柏与林下荆条间的水分生态位重叠较高，但土壤水分充足，利于水分吸收。综上，乔木通过动态调整水分吸收深度（地下水或深层水）适应季节性干旱，林下灌木则依赖浅层土壤水，两者时空分异减少了土壤水分竞争，其不仅可以增强生态系统稳定性，还可以为植被修复和管理提供理论指导。