干旱胁迫下环境与生理因子对晋西黄土区刺槐人工林树干液流的影响.pdf

DOI:10.12171/j.10001522.20230209干旱胁迫下环境与生理因子对晋西黄土区刺槐人工林树干液流的影响王彪陈立欣吴应明胡旭付照琦高雅洁葛艳灵田沁瑞林峰（北京林业大学水土保持学院，山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站，北京100083）摘要:【目的】探究干旱胁迫对晋西黄土区刺槐人工林蒸腾耗水的影响，揭示干旱胁迫下环境和生理对刺槐蒸腾耗水的调控机制，为晋西黄土区刺槐人工林的经营和水分管理提供理论依据。【方法】以晋西黄土区刺槐人工林为研究对象，通过降雨拦截试验（整个生长季减雨 50%），连续监测刺槐的树干液流变化，并同步监测环境因子和水分生理变化，分析环境和水分生理对树干液流的影响。【结果】（1）干旱处理显著降低了刺槐的液流速率（Js），干旱处理下平均 Js（0.92g/（cm2h）显著低于对照处理下的平均Js（1.87g/（cm2h），但其变化规律相似。（2）干旱处理影响了刺槐的枝、叶相对含水量，且随着干旱处理时间的延长，枝、叶相对含水量降低。不同处理条件下，刺槐枝、叶水势和水容均呈“V”字型变化，干旱处理下的枝、叶片水势（1.22MPa、0.72MPa）低于对照处理（1.15MPa、0.60MPa）。干旱处理下枝、叶水容降低，分别为 0.52g/（cm3MPa）和 1.05102g/（cm2MPa）。（3）刺槐树干液流的变化受气象因子、土壤水分条件和水分生理因子的共同影响，不同处理条件下蒸散的主控因子均为太阳总辐射，干旱处理下枝、叶水容对刺槐树干液流速率的影响减弱，表明相较于干旱处理，对照条件下刺槐更依赖于组织水容储水来满足蒸腾耗水。【结论】研究揭示了干旱胁迫显著降低了刺槐液流速率，但未改变其液流活动规律。刺槐人工林树干液流变化受多种因子的共同影响，主导因子依次为气象因子、土壤水分和水分生理因子。研究结果有助于深入理解干旱条件下人工林的蒸腾耗水过程的变化特征，对评估气候变化条件下黄土区人工林生态系统的稳定性和生态水文过程具有重要意义。关键词：树干液流；水分生理；干旱处理；结构方程模型；刺槐人工林中图分类号：S792.26；S715文献标志码：A文章编号：10001522(2024)04012714引文格式：王彪，陈立欣，吴应明，等.干旱胁迫下环境与生理因子对晋西黄土区刺槐人工林树干液流的影响 J.北京林业大学学报，2024，46(4)：127140.WangBiao,ChenLixin,WuYingming,etal.ImpactofenvironmentalandphysiologicalfactorsduringdroughtstressonsapflowinRobinia pseudoacaciaplantationsintheloessregionofwesternShanxiProvinceofnorthernChinaJ.JournalofBeijingForestryUniversity,2024,46(4):127140.Impact of environmental and physiological factors during drought stress on sapflow in Robinia pseudoacacia plantations in the loess region of western ShanxiProvince of northern ChinaWangBiaoChenLixinWuYingmingHuXuFuZhaoqiGaoYajieGeYanlingTianQinruiLinFeng(SchoolofSoilandWaterConservation,BeijingForestryUniversity,JixianNationalForestEcosystemObservationandResearchStation,Beijing100083,China)Abstract:ObjectiveThisstudyaimstoinvestigatetheimpactofdroughtstressonthetranspirationprocessofRobinia pseudoacaciaplantationsintheloessregionofwesternShanxiProvince,northernChina.Additionally,itaimstoexploretheenvironmentalandphysiologicalmechanismsthatregulatetranspiration收稿日期:20230822修回日期:20231024基金项目:国家重点研发计划（2022YFF1302501）。第一作者:王彪。主要研究方向：森林水文。Email：地址：100083北京市海淀区清华东路35号。责任作者:陈立欣，博士，副教授。主要研究方向：森林水文。Email：地址：同上。本刊网址:http:/；http:/第46卷第4期北京林业大学学报Vol.46，No.42024年4月JOURNALOFBEIJINGFORESTRYUNIVERSITYApr.，2024inR.pseudoacaciaunderdroughtstressconditions.ThefindingsofthisstudyaimtoestablishatheoreticalbasisforthemanagementandwaterregulationofR.pseudoacaciaplantationsintheloessregionofwesternShanxiProvince.MethodTheresearchfocusedonR.pseudoacaciaplantationsintheloessregionofwesternShanxiProvince.ContinuousmonitoringofsapflowchangesinR.pseudoacaciawastoconductalongside a rainfall interception experiment(the 50%precipitation reduction during the entire growingseason).Simultaneously,environmental factors and hydraulic physiological changes were monitored toanalyzetheircollectiveinfluenceonsapflow.Result(1)Droughttreatmentsignificantlyreducedthesapflowrate(Js)ofR.pseudoacacia,withanaverageof0.92g/(cm2h)underdroughttreatment,markedlylowerthanthecontroltreatmentsJsof1.87g/(cm2h).However,thetrendofvariationexhibitedsimilarity.(2)DroughttreatmenthadanimpactontherelativewatercontentofR.pseudoacaciabranchesandleaves.Over time,the relative water content decreased with extended drought treatment periods.In varyingtreatmentconditions,bothwaterpotentialandhydrauliccapacitanceofR.pseudoacaciabranchesandleavesexhibited a“V”shaped pattern.Under drought treatment,the water potential of branches and leaves(1.22 MPa,0.72 MPa)was lower compared with the control treatment(1.15 MPa,0.60 MPa).Moreover,underdroughttreatment,therewasadecreaseinthehydrauliccapacitanceofbranches(0.52g/(cm3MPa)and leaves(1.05 102 g/(cm2MPa).(3)Changes in R.pseudoacacias sap flow wereinfluenced by meteorological factors,soil moisture,and hydraulic physiological factors.The primarycontrollingfactorsunderdifferenttreatmentsweresolarradiation.Underdroughttreatment,theinfluenceofbranchandleafhydrauliccapacitanceweakened,indicatingthatR.pseudoacaciaundercontrolconditionsrelied more on tissue hydraulic capacitance to meet transpiration compared with drought treatment.ConclusionDroughttreatmentsignificantlyreducesthesapflowrateofR.pseudoacacia,butthetrendofvariation exhibites similarity.Changes in R.pseudoacacias sap flow are influenced by meteorologicalfactors,theprimarycontrollingfactorsaremeteorologicalfactors,soilmoisture,andhydraulicphysiologicalfactors.Thesefindingscontributetoadeeperunderstandingoftranspirationalterationsinplantationsunderdroughtconditions.Additionally,theyholdsignificantimportanceinevaluatingthestabilityofplantationecosystemsandeco-hydrologicalprocessesintheloessregionamidstclimatechange.Key words:trunksapflow;hydraulicphysiology;droughttreatment;structuralequationmodel;Robiniapseudoacaciaplantation随着全球气候变化的加剧，降水格局变化、极端气象事件频发等将加剧区域尺度的干旱程度12。19612012 年，黄土高原受全球升温的影响，不同等级的干旱程度呈递增的趋势3，师玉锋等4研究预计，21 世纪末，黄土区大部分地区干旱程度将会增加 12 个等级，这将增加植物的死亡风险，影响生态系统的稳定性5。因此，加强干旱胁迫对植物生理活动影响的研究，了解干旱条件下植物的水分生理，对黄土区生态修复工程的可持续开展和评估当地生态系统的稳定性具有重要意义。蒸 腾 是 土 壤 植 物 大 气 连 续 体（soil-plant-atmosphere-continuum，SPAC）中植物对水资源充分利用的关键环节6。在植物生长过程中，99.8%以上的植物蒸腾耗水来自于树干液流，液流速率可以准确地描述植物蒸腾耗水过程7。已有学者针对干旱条件下环境因子对树干液流的影响做了一系列研究，如王一心等8研究发现内蒙古白刺（Nitrariatangutourum）在土壤水分长期匮缺的条件下，环境因子对液流速率影响程度依次为光合有效辐射气温饱和水汽压差（vaporpressuredeficit，VPD）风速相对湿度，土壤 30150cm 深度含水率对白刺液流速率均呈显著的正相关关系。张星宇等9研究表明，江苏杨树（Populus deltoides）在模拟干旱环境下，土壤含水量是影响液流速率变化的主导因子，其次是气象因子中的饱和水汽压差。Guillen 等10对美国西弗吉尼亚州黑栎（Quercus velutina）研究发现，干旱条件下饱和水汽压差是树干液流最重要的控制因子，其次是辐射、降水与 VPD 的交互作用、土壤水分与 VPD 的交互作用。明确人工林蒸腾耗水在干旱胁迫下对环境因子的响应机制对于评估气候变化背景下人工林稳定性具有重要意义。植物树干液流不仅受环境因子的影响，也与植128北京林业大学学报第46卷物水分生理因子密切相关。植物的相对含水量是指组织中的水分量与其最大水持有能力的比率。植物细胞相对含水量下降会降低细胞液压，降低根部吸水和水分运输的能力，导致树干液流降低。细胞内的相对含水量过低会导致细胞脱水和生理功能紊乱1112。相对含水量下降会降低植物细胞内的液压，从而减少了根部吸水和水分运输的能力，导致树干液流降低。因此，相对含水量的维持对于植物的液流调控至关重要。植物水势是植物的重要水分生理参数之一，也是植物缺水最敏感的指标之一13。水势差是植物根部吸水和液流运输的驱动力之一。当植物受到干旱或高温等环境压力时，水势降低，导致水分从根部向上运输的速率减慢，植物通过维持适宜的水势差来调控液流，以保持正常的水分供应和代谢活动14。张庆印15研究表明：在土壤水分降低时，刺槐与土壤间的水势差变大，植物为减弱蒸腾作用，会通过降低叶片水势来降低蒸腾速率以应对干旱胁迫。也有研究发现：干旱条件下，植物体内各器官的水势日变化幅度不同，表现为叶茎根，呈单峰“V”型的日变化1617。水容是植物组织储存释放水分缓冲植物水势剧烈变化的能力18，在植物水分传输过程中，水容调节是植物适应环境的一种安全机制19，可以使植物木质部和叶片的水分不会在干旱胁迫中立刻损失，调节植物自身的水分吸收和蒸腾，维持相对稳定的生理状态2021。李广德等22研究银杏（Ginkgo biloba）枝叶水容对树干液流的调节和影响，发现银杏枝条和叶片水容存在“V”型日变化，且与树干液流速率呈负相关关系，可以和水势共同作用调节植物蒸腾耗水。不同水分生理因子对蒸腾耗水存在潜在影响，但目前研究较少关注水分生理特征对植物液流的作用机制。因此，应进一步在树木蒸腾耗水的影响机制的解释框架中引入水分生理特征。结构方程模型是一种整合了因素分析与路径分析的多变量统计方法，可同时发掘研究系统中多个因子之间潜在的、相互影响的关系，获得自变量对因变量影响的直接效果、间接效果和总效果，并能对整体模型进行拟合和判断，可更全面地了解研究系统2324。目前，结构方程模型在液流研究中已有广泛应用。Chen 等25对荒漠沙柳（Salix cheilophila）的水文研究中通过构建结构方程模型，研究树干液流与环境因子的关系，明确了环境因子的潜在影响机制。赵文芹等26在不同灌溉条件下杨树蒸腾研究中，对蒸腾量与环境因子进行通径分析，分析不同因子对杨树蒸腾量的影响。Chen 等27利用结构方程研究油松树干液流的生物物理控制，确定量化各因素对夜间树干液流的直接和间接的影响。因此，在对植物液流与环境因子及生理因子间的分析中，利用结构方程模型可以获得各因子间潜在的影响关系，明晰各因子对植物液流的影响路径。在黄土高原，刺槐的栽种面积占人工林造林面积的 90%以上28，刺槐人工林在黄土区的水源涵养、水土保持和生态服务等方面发挥着重要作用。近年来对黄土高原半干旱区刺槐林的研究多集中于分析刺槐蒸腾耗水规律及对环境因子的响应机制。植物的水分生理特性及其对干旱环境的适应能力是植物在干旱胁迫下能够正常生长的内部因素29，只有将植物树干液流和水分生理的相关指标结合起来，才能全面了解树木蒸腾耗水对干旱胁迫的响应规律。因此，本研究以晋西黄土区典型造林树种刺槐为研究对象，探讨黄土高原刺槐人工林在干旱胁迫下的蒸腾耗水规律和水分生理变化，揭示干旱胁迫下刺槐蒸腾耗水的变化规律和水分生理因子的调控机制，为黄土高原刺槐人工林经营与水分管理提供新的思路。1研究区概况与方法1.1 研究区概况研究区位于山西省临汾市吉县境内，黄河中游三级支流蔡家川流域（11039451104745E、361427361823N），是典型的晋西黄土梁状丘陵沟壑区，属于暖温带大陆性季风气候。年平均气温 10.2，极端最高温为 38.1，极端最低温20.4。年平均降水量为 580mm，主要集中在79 月份，约占全年降水量的 60%，年均潜在蒸散量 1724mm，无霜期 170d 左右。区域内森林覆盖率大 于 80%，以 辽 东 栎（Quercus liaotungensis）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、油松（Pinus tabuliformis）、侧柏（Platycladus orientalis）为主，其中天然次生林约占总流域的 45%，灌木主要为荆条（Vitex negundo）、黄刺玫（Rosa xanthina）、胡枝子（Lespedeza bicolor）、连翘（Forsythia suspensa）、杠柳（Periploca sepium）等，草本植物主要有狗尾草（Setaria viridis）、艾蒿（Artemisia argyi）、冰草（Agropyron cristatum）等，农地经济树种主要为苹果（Malus pumila）等。1.2 样地设置及样木选取本研究选取刺槐人工林为研究对象，于 2022年 5 月开始布设对比试验样地。研究设置一个 20m20m 自然降水对照样地，一个 20m20m 的减雨干旱样地，减雨样地约排除林内降雨 50%。在干旱减雨样地，离地面 12m 处搭建减雨棚支架，顺样地坡度铺设透光挡雨膜，挡雨膜长度超出样地边缘，以保证拦截的降雨顺坡完全排出样地。同时在样地第4期王彪等：干旱胁迫下环境与生理因子对晋西黄土区刺槐人工林树干液流的影响129四周挖 80cm 深的沟壕，立塑料膜，并高于地表10cm，回填土壤，防止土壤水分横向交换。6 月完成样地布设并启动监测，同时对样地的林分进行每木检尺，测量胸径和树高（图 1）。50ab频率 Frequency/%403020108 1212 1616 2020 2424 284 66 88 1010 12径阶 Diameter class/cm树高 Tree height/m06050频率 Frequency/%403020100减雨样地 Rain reduction sample plot对照样地 Control treatment图1径阶、树高分布频率Fig.1Distributionfrequencyofdiameterclassandtreeheight为尽可能减小树木形态和生长差异，根据样地内树木径阶分布，在各处理样地内分别挑选径阶一致，与周围树木间距、生长状况相似，成熟健康的树木为观测样木。本研究中，在不同处理样地内分别挑选 4 株观测样木（表 1）。表1试验样木基本信息Tab.1Basicinformationofexperimentalsampletrees样木编号SampletreeNo.胸径DBH/cm树高Treeheight/m边材面积Sapwoodarea/cm2DT112.98.641.9DT215.99.562.9DT318.810.387.1DT423.211.6131.0CK113.78.147.1CK216.49.566.8CK319.210.590.7CK422.011.7118.1注：DT.干旱处理；CK.对照处理。Notes:DT,droughttreatment;CK,controltreatment.1.3 环境因子气象指标的观测、采集主要在距离样地 1km 的吉县水土保持监测站点气象站（AWS，Campbell，Logan，USA）。本研究所选择的气象因子主要包括：太阳总辐射（solarradiation，Rs，W/m2）（CMP-3 总辐射传感器，Campbell，USA），空气温度（airtemperature，T，）（HMP155A 空气温湿度传感器，Campbell，USA），相对湿度（relativehumidity，H，%）（HMP155A 空气温湿度传感器，Campbell，USA），风速（windspeed，Ws，m/s）（010C-1 风速传感器，Campbell，USA）和降水量（precipitation，PP，mm）（TE525MM 翻斗式雨量桶，Campbell，USA）。本研究还选择了饱和水汽压差（VPD，kPa）这一指标，以综合反映大气中水汽亏缺状况。其公式30为VPD=0.611e17.502T/(T+240.97)(1H)(1)式中：VPD 为饱和水汽压差（kPa），T 为空气温度（），H 为相对湿度（%）。林地土壤水分的测定为一个月 5 次。人工使用土钻采集 010、1020、2040、4060、6090、90120、120160、160200cm 土层土样，装入铝盒中带回实验室烘干处理。将装有新鲜土壤的铝盒擦净，放置在电子天平上称质量（m1，g），精度为0.01g。揭开盒盖，放在盒底下，置于已预热至 105 的烘箱中烘烤 24h。之后取出，立即称质量（m2，g）。土样倒掉，将铝盒称质量（m0，g）。土壤含水量（soilwatercontent，SWC，%）的计算公式如下。SWC=m1m2m1m0100%(2)采用线性插值法得到土壤水分日变化特征31。1.4 树干液流监测及计算根据对样地树干边材厚度的前期调查，研究使用热扩散茎流计（TDP，雨根，中国）监测树干液流速率。安装探针前，利用生长锥对样地内树木进行树芯取样，得到边材厚度与胸径的数量关系，并基于此确定样木边材厚度。此外，鉴于树干外层液流活动较为活跃，能够较为准确地反映树木蒸腾活动对环境因子的响应，本研究最终确定选用长 10mm、直径 2mm 的液流探针。在树干胸径处剔除 5cm5cm树干表面树皮，沿边材深度方向上下间隔 3cm 分别钻孔，安装探针，上部为加热探针，下部为参考探针。将液流探针插入使探针与树干木质部紧密接触，并用厚铝箔纸覆盖包裹用于保护探针，减小太阳130北京林业大学学报第46卷辐射及环境温度引起的温度波动。探针连接 CR1000数据采集器（CR1000，CampbellScientific，USA），采用供电装置给探针和数据采集器供电以维持设备的正常运行。每 15min 计算一次平均值并自动存入数据采集器，根据观测数据，利用 Granier 经验公式计算树干液流速率，计算公式32为Js=0.011 9(TmTT)1.2313 600(3)式中：Js为树干液流速率 g/（cm2h），Tm为 24h 内最大探针温差值，T 为两探针间的瞬时温差值。在两个样地随机选择除用于监测树干液流的样木外的 20 株刺槐，用生长锥在每株刺槐树干胸径高度处钻取树芯。刺槐边材与心材区别明显，因此通过生长锥钻取的木芯上可以直接判断边材与心材分界线，并用游标卡尺量取边材厚度、树皮厚度与胸径，计算该树的边材面积。边材面积的计算公式33为As=(D2r1)2(D2r1r2)2(4)式中：As为边材面积（cm2），D 为胸径（cm），r1为树皮厚度（cm），r2为边材厚度（cm）。根据全部调查的样树胸径与边材面积，拟合As与 D 的关系方程。As=0.29D1.94(R2=0.91,P 0.05）。观测期林地总降水量为 222.9mm，共发生 35次降雨事件，多集中于 7 月，7 月共降雨 122.8mm，占比 55.12%，8、9 月降雨量（占比）依次为 90.2mm（40.48%）、9.8mm（4.40%）（表 2）。试验样地各土层平均土壤含水量统计结果表明（表 3），干旱处理显著降低了 060cm 土壤含水量（P0.05）。2.2 干旱处理下刺槐液流动态变化整个观测期不同处理条件下，刺槐 Js动态变化（图 3）表明干旱处理显著降低了刺槐 Js，但两种条件下的液流变化规律相似。在干旱处理初期，7 月干旱处理并未使刺槐 Js显著降低。随着干旱处理时间的延长，8、9 月干旱处理条件下刺槐 Js显著低于对照处理（P8 月9 月。不同处理下 Js日变化趋势一致，总体呈现先增后减的单峰型曲线变化趋势。树干液流启动时间在 06:00 左右，于 12:00 左右达到峰值。干旱处理下日均 Js（0.92g/（cm2h）显著低于第4期王彪等：干旱胁迫下环境与生理因子对晋西黄土区刺槐人工林树干液流的影响131对照处理下日均 Js（1.87g/（cm2h）（P0.05）。不同处理下均在夜间（20:00次日 06:00）仍然可观测到明显树干液流，前半夜（20:0024:00）Js大于后半夜（24:00次日 06:00）。2.3 干旱处理下刺槐水分生理因子的变化整个观测期，干旱处理未显著改变刺槐的叶片相对含水量和枝条相对含水量（图 4）。不同处理下刺槐叶片相对含水量变化规律一致，随着生长季的推移，叶片相对含水量降低。不同处理条件下刺槐叶片水势和枝条水势的动态变化（图 5）发现：当土壤受到干旱胁迫时，刺槐枝、叶水势日变化的总趋势与正常水分条件下基本一致，但干旱处理下的刺槐叶片水势（1.220.28）MPa 低于对照处理（1.150.29）MPa，枝条水势（0.720.34）MPa 低于对照处理（0.600.34）MPa。日尺度上，刺槐的叶片、枝条水势均呈“V”字型变化，叶片水势动态为黎明前（05:00）叶片水势为全天最大值，随着蒸腾作用增强，叶片水势开始下降，叶片水势最低值出现在正午（11:00），之后叶片水势开始回升。枝条水势动态为上午 07:00 达到峰值，最低值出现在 13:00，晚于叶片约 2h，随后枝条水势开始回升。日尺度上，刺槐的枝条、叶片水容均呈现“V”字型变化（图 6），且在不同处理间无显著差异。叶片水容的最小值出现在正午（11:00）左右，但枝条最小值时间晚于叶片约 2h。700ab6005004003002001002.42.01.61.20.82.0风速Wind speed/(ms1)太阳总辐射Total solar radiation/(Wm2)饱和水汽压差Vapor pressure difference/kPa降雨Precipitation/mm1.61.20.80.4030252015102023071820230801太阳总辐射 Total solar radiation(Rs)日期 Date饱和水汽压差 Vapor pressure difference(VPD)风速 Wind speed(Ws)降雨 Precipitation(PP)202308152023082920230912202307182023080120230815202308292023091250图2观测期气象因子的季节变化Fig.2Seasonalvariationsinmeteorologicalfactorsduringtheobservationperiod表2各月日均气象因子单因素方差分析（平均值标准差）Tab.2One-wayANOVAofdailymeanmeteorologicalfactorsforeachmonth(meanstandarddeviation)月份MonthRs/（Wm2）VPD/kPaT/H/%Ws/（ms1）PP/mm7466.5350.60a1.270.10a24.660.70a64.012.46b1.410.07a122.808375.9329.17b0.900.09b24.330.84a77.491.50a1.390.06a90.209345.5329.78b0.850.06b18.460.46b68.353.03b1.270.05a9.80注：T.温度；H.相对湿度。不同小写字母代表不同月份下气象因子的差异性显著（P0.05）。Notes:T,temperature;H,relativehumidity.Differentlowercaselettersrepresentdifferenceinsignificanceofmeteorologicalfactorsinvariedmonths(P0.05).表3不同土层深度的平均土壤含水量（平均值标准差）Tab.3Averagesoilwatercontentfordifferentsoildepths(meanstandarddeviation)%处理Treatment010cm1020cm2040cm4060cm6090cm90120cm120160cm160200cm干旱Drought8.201.54a7.890.83a8.090.39a8.500.60a8.440.63a8.440.28a8.010.34a7.590.37a对照Control14.591.01b11.931.08b10.570.75b9.160.46b8.700.43a8.370.37a7.920.41a7.670.38a注：不同小写字母代表不同处理下平均土壤含水量的差异性显著（P0.05）。Note:differentlowercaselettersrepresentthesignificantdifferencesinaveragesoilmoisturecontentunderdifferenttreatments(P0.05).132北京林业大学学报第46卷2.4 干旱处理下树干液流的影响因素对影响刺槐树干液流的 4 个环境因子和 6 个水分生理因子在小时尺度上进行主成分分析，提取特征值大于 0.5 的 5 个主成分。由表 4 可知：干旱处理和对照处理上前 5 个主成分累积方差贡献率分别为91.99%和 91.38%，能够较为全面地解释 Js的影响因子，其中主成分 1 的方差贡献率最大，分别为49.51%和 50.73%。各影响因子在各主成分上的荷载反映其对该主成分的贡献率（表 5），第一主成分与太阳总辐射、饱和水汽压差、风速呈较强的正相关，主要表明了晴朗、干燥和有风的大气条件有利于驱动树干液流。第二主成分上 SWC 的荷载绝对值接近 70%，对主成分 2 起主要作用。主成分 3、4、5 与枝条含水量、叶片水势等呈较强的相关关系。分析表明气象因子是影响刺槐 Js的主导因子，其次是SWC、水分生理因子。构建结构方程模型进一步分析气象因子、土壤水分条件、水分生理因子对液流速率的直接效应和间接效应（图 7）。在不同处理条件下，Rs是影响Js变化的最重要因子，干旱处理和对照处理下其标准化通径系数分别为 0.46 和 0.50，其总效应（即直接效应和间接效应）均为 0.92，这是由于 Rs是改变大气水热的直接因子，直接影响了植物气孔的开放度，间接影响植物叶片（茎）的水势、水容等因子的变化，同时干旱处理下，Rs对 Js的直接效应减弱，间接效应增强。VPD 对 Js有直接效应，干旱处理和对照处理下标准化通径系数分别为 0.47 和 0.34，干旱处理下 VPD 对 Js的影响增强，表明干旱处理下，植物4acdefghb65432102.01.51.000:0002:0004:0006:0008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:0000:0000:0002:0004:0006:0008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:0000:0000:0002:0004:0006:0008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:0000:0020:0021:0022:0023:0000:0001:0002:0003:0004:0005:0006:0020:0021:0022:0023:0000:0001:0002:0003:0004:0005:0006:0020:0021:0022:0023:0000:0001:0002:0003:0004:0005:0006:000.502.01.51.00.502.01.51.00.50液流速率Sap flow rate/(gcm2h1)液流速率Sap flow rate/(gcm2h1)液流速率Sap flow rate/(gcm2h1)液流速率Sap flow rate/(gcm2h1)32103aaaabb2102022071820220808日期 Date时刻 Time时刻 Time时间 Time2022082920220720220820220920220919干旱处理Drought treatment对照处理Control treatment7 月 July8 月 August9 月 September7 月 July8 月 August9 月 September干旱处理 Drought treatment对照处理 Control treatment干旱胁迫Drought stress对照处理Control treatment不同小写字母代表干旱处理和对照处理下刺槐液流速率的差异显著性（P0.05）。DifferentlowercaselettersrepresentthesignificanceofdifferenceintheflowrateofRobinia pseudoacaciaunderdroughttreatmentandcontroltreatment(P0.05）。干旱处理下，L和 CB的标准化效应呈显著的负相关，分别为0.16 和0.16。对照处理下，L和 CB对 Js的影响增强，其直接效应分别为0.33和0.29，因为对照处理下，Js对 L的变化更敏感，同时植物更依赖于枝条储水满足蒸腾需求。3讨论3.1 干旱胁迫下刺槐蒸腾耗水和水分生理变化干旱处理对刺槐人工林蒸腾耗水的影响是显著的，干旱处理下的刺槐液流速率显著低于对照样地，但其变化趋势相似，与前人的研究结果一致。何秋100abAaAaAaAaAaAaAaAaAaAaBaBa叶片相对含水量Relative water content of leaf/%80604020202207202208202209时间 Time时间 Time2022072022082022090100枝条相对含水量Relative water content of branch/%806040200干旱处理 Drought treatment对照处理 Control treatment大写字母表示同一处理下，不同月份的相对含水量的差异显著（P0.05）；小写字母表示同一月份下不同处理的相对含水量差异显著（P0.05）。Capitallettersindicatethedifferenceinrelativewatercontentofdifferentmonthsunderthesametreatment(P0.05);lowercaselettersindicatethedifferenceinrelativewatercontentofdifferenttreatmentsinthesamemonth(P0.05).图4叶片和枝条相对含水量Fig.4Relativewatercontentofleavesandbranches干旱处理 Drought treatment对照处理 Control treatment0.4abcdef0.81.21.62.001:0003:0005:0007:0009:001