全球范围内干旱导致树木死亡加剧，然而目前干旱胁迫下树木死亡预测仍然十分困难，其主要原因是对于树木死亡的生理机理认识不够充分。水力学失败和碳饥饿是当前解释树木死亡的两个主要假说，然而目前关于这两个假说的试验主要集中于生长季，关于跨季节持续干旱下树木死亡机理的报道比较少见。
鉴于此，研究人员通过为期13个月（包括生长季和休眠季）的连续干旱处理试验，通过分析干旱过程中幼苗水力学功能和非结构性碳水化合物（NSC：可溶性糖+淀粉）储存变化，探究了持续干旱下幼苗死亡机理。研究结果发现，休眠季死亡幼苗体内可溶性糖和淀粉浓度不足对照的20 %。第二年生长季时，干旱导致幼苗水力学功能严重受损，幼苗死亡时水力学功能完全丧失，但其体内NSC储存较对照无显著降低现象。由此可见，碳饥饿可能是休眠季幼苗死亡的重要原因，而水力学失败是生长季幼苗死亡的主要原因。
本研究发现树木水力学功能和非结构性碳的变化受干旱和季节交互作用影响，有助于增强对于干旱胁迫下温带树木死亡机理的认识。研究结果以“Seasonal responses of hydraulic function and carbon dynamics in spruce seedlings to continuous drought”为题于2022年4月发表在Frontiers in Plant Science期刊上。中科院沈阳生态所森林生态系统管理组博士生韩艳刚为该论文第一作者，于大炮研究员和王庆伟研究员为该论文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金资助（41871105和41971148）。

图1 实验过程中土壤含水率和幼苗死亡率变化

图2 幼苗水势变化

图3 幼苗可溶性糖、淀粉和NSC浓度变化