近日，我校喀斯特研究院熊康宁团队在地球科学领域Top期刊Journal of Hydrology（中科院SCI一区）在线发表题为“Coexisting plants restored in karst desertification areas cope with drought by changing water uptake patterns and improving water use efficiency”的研究论文。该论文根据喀斯特石漠化治理生态系统面临极端干旱威胁实际问题，针对恢复植被如何适应极端干旱的科学问题，结合石漠化治理恢复植被的保护和生态系统服务功能提升的国家战略需求和地方需求，在中国南方喀斯特选取了石漠化治理典型案例—花江石漠化综合治理示范区，使用稳定同位素（δ²H、δ¹⁸O和δ¹³C）研究了干旱年份和正常年份石漠化恢复植物的水分利用策略差异，揭示了植物对极端干旱的适应性。

研究区特征

该研究发现了浅层裂隙土壤水是恢复植物的主要用水来源，干旱期间植物通过水源分配降低水源竞争。浅层裂隙土壤水所有植物最主要的水源（42.18%-49.35%），乔木对深层裂隙土壤水和地下水的依赖程度高于灌木。为适应干旱，两种灌木采取提高表层土壤水（2.76%-6.43%）而降低更深层水源（0.40%-5.59%）的使用比例，乔木则降低表层土壤水（4.76%-9.59%）而提高深层裂隙土壤水（0.66%-3.41%）和地下水（2.04%-6.79%）的使用比例。在干旱年份物种间通过水文生态位分离，降低了水分竞争。

干旱年份和正常年份植物吸水来源

该研究阐明了恢复植物的内在水分利用效率（WUEi）对干旱的响应特征。共存植物的WUEi具有相似的季节性变化特征，且季节变化规律不受干旱的影响。然而在干旱年份，所有植物都提高了WUEi，其中浆果楝、黄荆、栾树的WUEi分别比正常年份显著提高了57.81%、43.57%和38.54%。尽管清香木没有显著提高WUEi，仍然比正常年份高3.05%。石漠化恢复植物提高WUEi是增强对干旱适应性的关键。

植物的WUEi季节变化

植物的WUEi在干旱年份与正常年份的差异

该研究揭示了喀斯特石漠化地区恢复植物的多物种共存与应对干旱胁迫的机制。共存物种改变吸水模式和提高水分利用效率的策略，是物种共存和应对干旱胁迫的重要机制。在未来更频繁的气候变化背景下，建议在喀斯特石漠化区采取自然恢复的方式发展共生群落替代单一的人工造林方式，以增强脆弱森林生态系统对干旱的适应性。

植物的吸水策略对干旱的适应性变化

该论文第一作者系熊康宁教授（通讯作者）指导的2021级博士研究生蔡路路。论文研究得到了贵州省科技计划重大专项“石漠化防治生态衍生产业扶贫模式与技术示范”（黔科合平台人才[2017]5411）与“国家喀斯特石漠化防治工程中心关键技术研发与示范”（黔科合重大专项字[2014]6007号）、贵州省水利科技经费项目：喀斯特水土保持重点治理工程生态产品价值实现机制与途径研究（KT202428）、全国高等学校学科创新引智计划项目“中国南方喀斯特生态环境学科创新引智基地建设”（D17016）的联合资助。

论文全文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.132813