我国“三北”地区的防风固沙林在维系国土生态安全方面具有关键作用，但受气候暖干化以及极端气候事件频发等的影响，防护林出现了普遍衰退死亡的现象，我国北方广大地区防护林生态系统的功能稳定性在未来面临较大的不确定性。水力学相关功能性状对树木适应和响应干旱具有至关重要影响，而树木径向生长动态是树木适应响应环境的重要综合表现形式，通过将树木年轮分析和水力学相关等关键功能性状研究相结合，可为揭示树木对干旱等的适应和响应规律及其生理机制提供新颖的研究途径。
在辽宁省沙地治理与利用研究所章古台研究基地同质园条件下，我们细致分析了7种针叶树种的重要生理功能性状，分析了其对树木径向生长表现的影响，以揭示水分受限条件下防风固沙造林树种功能稳定性形成的生理生态机制。结果表明：(1)在该水分受限环境中，具有较强木质部水分传导效率的树种虽具有较高的瞬时光合速率，但并没有表现出较快的径向生长速率，较高资源获取和利用潜在效率相关的功能性状在水分受限环境中反而制约了树木的生长。(2)具有较强的木质部水分传输效率的物种，表现出了较弱的水分传输安全性，在面对极端干旱事件时受到更严重的水力损伤，从而抵消了其较高潜在水分运输和光合碳同化能力方面的优势，导致其在极端干旱期间的径向生长速率下降更为显著，同时也表现出对年际间降雨波动更高的敏感性。(3)水分传输与利用更加保守的树种，则对极端干旱表现出较强的抵抗力，径向生长对年际间降雨波动的敏感性低，在水分受限环境中具有更高的功能稳定性。
同样，我们发现在造林实践中具有不同功能性状的树种对环境适应性存在显著差异。通过将树木年轮气候分析和水分生理功能性状测定相结合，我们研究了塞罕坝机械林场最重要的两个造林树种——华北落叶松和樟子松生长表现随海拔梯度(1336，1428，1517，1687，1825m)变化出现明显分异的生理生态机制。结果表明：(1)在相对湿润的1500m海拔以上的林地中，华北落叶松径向生长速率高于同一海拔的樟子松，这与该环境中华北落叶松具有更高的木质部水分传输效率相一致。(2)与之相反，在海拔低于1500m的林地中华北落叶松径向生长速率明显低于樟子松，甚至在海拔1300m左右只有樟子松可以存活。水力学研究结果表明，低海拔下两种树木木质部栓塞风险都显著增加，但落叶松增加更为显著，水力失败是该区低海拔下落叶松人工造林难以成功的重要机制。(3)树轮气候相关分析结果也表明，较低海拔下的华北落叶松径向生长受水分的限制显著强于樟子松。
该研究表明，可通过水力结构等方面的关键功能性状测定，为气候变化背景下防风固沙造林树种的筛选和优化提供科学参考。
