沙地樟子松（Pinussylvestris var. mongolica）是我国“三北”防护林体系工程建设中最重要的防风固沙树种。1953年，辽宁省章古台固沙造林试验站（现固沙造林研究所）在章古台开始引种育苗试验。1955年春，中国科学院林业土壤研究所（现沈阳应用生态研究所）最早将樟子松2年生幼苗由黑龙江省牡丹江市苗圃和带岭苗圃引种到位于科尔沁沙地东南缘的辽宁省章古台；同年秋季，辽宁省固沙造林研究所也进行了造林试验，从而开创了樟子松治沙造林的先例。引种造林成功后，沙地樟子松在“三北”地区大面积推广，发挥了巨大的生态、经济和社会效益。然而，我国第一代樟子松人工林大部分已进入中龄、近成熟期或成熟期，上世纪90年代以来，辽西北风沙区等地的樟子松人工林出现了严重的衰退现象，其衰退机制以及科学的更新经营研究已成为当务之急。
沙地樟子松较老龄人工林出现衰退的现象与其原产地形成鲜明对比，在大兴安岭红花尔基地区的天然林中，树龄达300年以上的个体依然能健康生长。基于此，我们开展了原产地和引种地环境条件下不同年龄沙地樟子松的生理生态对比研究。重点从树木水分生理和光合生理耦合的角度入手，分析了沙地樟子松在人工林条件下衰退死亡的生理生态机制。结果表明，除幼树以外，与天然林相比人工林樟子松枝条水力导度显著较低，并且松随着树龄的增大木质部导水率显著下降，而天然林中该趋势不显著（图1）。人工林樟子松越冬过程中木质部栓塞程度显著高于天然林个体，且在树龄较大的个体中表现出更显著的干旱胁迫特征，人工林樟子松通过降低叶片的相对面积来缓解更严重的水分亏缺，然而在干旱胁迫较长期存在的环境中，该调整最终可导致树木的碳收支失衡，限制了人工林樟子松的生长（图2），同时也增加了其衰退死亡的风险。这项研究表明树木水力结构与水分受限环境中沙地樟子松人工林的衰退具有密切的关联，该研究结果将为较干旱气候条件下樟子松林人工林可持续经营提供较重要的基础理论依据。
上述结果以Hydraulics play an important role in causing low growth rate and dieback of aging Pinussylvestris var. mongolica trees in plantations of Northeast China为题发表在Plant, Cell and Environment杂志。植物生理生态组毕业博士刘艳艳为第一作者，郝广友研究员为通讯作者，次生林组朱教君研究员、辽宁固沙造林研究所和内蒙古大兴安岭林业科学技术研究所相关科研人员为共同作者。该研究得到国家自然基金委优秀青年基金（31722013）、中国科学院前沿重点研究项目（QYZDJ-SSW-DQC027）等的支持。
图1. 人工林与天然林中不同胸径大小的沙地樟子松枝条的边材比导率（Ks）和叶比导率（Kl）
图2. 人工林与天然林沙地樟子松胸高断面积增长量（BAI）随胸径（DBH）的变化趋势，显示人工林个体的树茎生长速率（直线斜率）显著低于天然林个体
