1. Water-use strategies of coexisting shrub species in the Yellow River Delta, China
- Author
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Zhu, Jinfang, Liu, Jingtao, Lu, Zhaohua, Li, Junsheng, and Sun, Jingkuan
- Subjects
Yellow River (China) -- Natural history ,Shrubs -- Environmental aspects ,Water use -- Environmental aspects -- China ,Earth sciences - Abstract
In coastal ecosystems, water availability is limited because of the high soil salinity influenced by sea water intrusion, high soil noncapillary porosity, and significant seasonal fluctuation of precipitation. Therefore, water availability is a key determinant of plant growth and distribution in coastal ecosystems. Tamarix chinensis Lour. and Ziziphus jujuba var. spinosa Hu are two coexisting shrub species growing on Chenier Island in the Yellow River Delta (YRD), China. Our aim was to investigate how the water-use strategies of the two species respond to variations in soil moisture to improve understand of their adaptations to drought stress and their coexistence mechanism. During the growing season, the oxygen stable isotope signatures ([delta][sup.18]O) were measured for soil water in different soil depths (0-20, 20-40,40-60, and 60-100 cm), shallow groundwater, and xylem water. The proportional contributions of potential water sources for the two species were calculated by using the IsoSource mixing model. The results showed that the [delta][sup.18]O values of the two species showed a clear seasonal difference. When soil moisture was high and air temperature was low, T. chinensis mainly used water from soil depths of 60-100 cm, while Z. jujuba mainly used water from soil depths of 0-40 cm. When soil moisture was low or air temperature was high, T. chinensis mainly used the saline shallow groundwater, while Z. jujuba mainly used water from soil depths of 20-100 cm. When there was a large amount of precipitation, both T. chinensis and Z. jujuba mainly absorbed water from soil depths of 20-40 cm. Tamarix chinensis and Z. jujuba had different water-use patterns during the growing season, which reflected their adaptations to seasonal fluctuations in soil water content within a water-limited coastal ecosystem, while the niche differentiation in water use of the two species clarifies their coexistence mechanism. Key words: water-use strategies, water resource, coexisting shrubs, coastal zone, Yellow River Delta. Dans les ecosystemes cotiers, la disponibilite de l'eau du sol est reduite a cause de la salinite elevee du sol qui est influencee par l'intrusion de l'eau de mer, de la porosite non capillaire elevee du sol et de la fluctuation saisonniere de la precipitation. Par consequent, la disponibilite de l'eau est un facteur determinant pour la croissance et la repartition des plantes dans les ecosystemes cotiers. Tamarix chinensis Lour. et Ziziphus jujuba var. spinosa Hu sont deux especes d'arbuste qui coexistent et croissent sur l'ile Chenier dans le delta du fleuve Jaune en Chine. Notre objectif consistait a etudier de quelle facon les strategies d'utilisation de l'eau des deux especes reagissent aux variations de l'humidite du sol dans le but d'ameliorer notre comprehension de leur adaptation au stress cause par la secheresse et de leur mecanisme de coexistence. Durant la saison de croissance, la signature de l'isotope stable de l'oxygene ([delta][sup.18]O) a ete mesuree dans l'eau du sol a differentes profondeurs (0-20, 20-40, 40-60, et 60-100 cm), dans les eaux souterraines peu profondes et dans le xyleme. La contribution proportionnelle des sources d'eau potentielles a ete calculee chez les deux especes en utilisant le modele de melange IsoSource. Les resultats indiquent qu'il y a une difference saisonniere claire entre les deux especes d'apres les valeurs de [delta][sup.18]O. Lorsque l'humidite du sol est elevee et la temperature de l'air est basse, T. chinensis utilise surtout l'eau du sol a une profondeur de 60-100 cm tandis que Z. jujuba utilise surtout l'eau du sol a une profondeur de 0-40 cm. Lorsque l'humidite du sol est reduite et que la temperature de l'air est elevee, T. chinensis utilise surtout les eaux souterraines peu profondes et salines tandis que Z. jujuba utilise surtout l'eau du sol a une profondeur de 20-100 cm. Lorsqu'une forte precipitation survient, les deux especes absorbent surtout l'eau du sol situe a 20-40 cm de profondeur. Tamarix chinensis et Z. jujuba ont differents profils d'utilisation de l'eau durant la saison de croissance correspondant a leur adaptation aux fluctuations saisonnieres de la teneur en eau du sol dans un ecosysteme cotier limite en eau, tandis que la differentiation de niche entre les deux especes sur la base de l'utilisation de l'eau clarifie leur mecanisme de coexistence. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : strategies d'utilisation de l'eau, ressource hydrique, coexistence de deux arbustes, region cotiere, delta du fleuve Jaune., Introduction Coastal ecosystems are the most dynamic and productive ecosystems in the world (Perez-Ruzafa et al. 2011; Grootjans et al. 1997; Bakun et al. 2015) and are sensitive to climate [...]
- Published
- 2018
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