我校特聘兼职教授、加拿大皇家科学院院士Jeffrey J McDonnell在PNAS上发表文章
供稿:   黄河研究院    |  编辑:李晔   |  初审:王富强   |  终审:梁丽丽    日期:2025年08月21日

8月19日,我校特聘兼职教授、加拿大皇家科学院院士Jeffrey J McDonnell在《美国科学院院刊》(PNAS)发表题为《Embolism resistance supports the contribution of dry-season precipitation to transpiration in eastern Amazon forests》(《旱季降水对亚马逊东部森林蒸腾作用的贡献得益于抗栓塞能力》)的学术文章。该成果通过创新性水文追踪技术,首次揭示了亚马逊森林树木在旱季维持生态系统的关键机制,对预测全球气候变化下森林响应具有里程碑意义。Jeffrey J McDonnell教授自加盟我校以来,以我校为合作单位已发表SCI文章6篇,为我校扩大国际学术影响、提升科技创新能力以及推进水利工程学科“双一流”创建发挥了重要支撑作用。

图1 《PNAS》刊登我校特聘兼职教授、加拿大皇家科学院院士Jeffrey J McDonnell署名学术文章

在亚马逊森林,蒸腾作用维持着亚马逊森林的水分平衡和气候。然而,蒸腾作用的来源、时间起源以及蒸腾水源的空间分布仍不清楚,解释不同物种和景观的蒸腾来源仍然是生态水文学领域的长期挑战。该研究表明,亚马逊东部森林在旱季的降雨主要依靠树木蒸腾作用的水分循环,而树木的水分来源策略因其生长地形的不同而存在显著差异:山坡上的树木主要利用由旱季降雨补给的浅层土壤水,而山谷中的树木则能同时利用混合了干、湿两季降水的浅层及深层土壤水分。研究进一步定量化地证实,造成这种空间分异的核心机制是树木的生理特性--树木的栓塞阻力。山丘和山谷物种的栓塞抵抗力与水分吸收深度之间存在的显著关系。该研究强调,将这一关键的植物水力性状机制纳入模型,对于精准预测气候变化下的植被动态与地表水通量变化至关重要。本研究对于深入了解亚马逊地区的水分循环具有重要的意义,同时可为改进水文建模提供宝贵经验和有益借鉴。

图2 双同位素空间中的旱季蒸腾源水

图3 亚马逊东部旱季蒸腾水源及其与抗栓塞性和地形位置的关系

《美国科学院院刊》于1914年创立,是世界上被引最多的综合性、跨学科连续出版物之一,是国际期刊界的四大顶刊(Nature,Science,Cell,PNAS)之一,主要刊载世界尖端的研究报告、学术评论、学科回顾及前瞻、观点展示、学术论文以及美国科学院学术动态报道等,所涵盖学科领域主要为生物科学、自然科学、社会科学。

Jeffrey J McDonnell教授是国际著名的水文学家,加拿大皇家科学院院士,萨斯喀彻温大学环境与可持续发展学院教授,环球水安全所副院长。主要研究领域为山坡水文学、径流过程和建模、同位素水文学、水文学原理等。Jeffrey J McDonnell教授被国际水文协会、联合国教科文组织和世界气象组织授予国际水文奖,曾获新西兰水文学会杰出成就奖、美国水文研究所表层水Ray K.Linsley奖、英国地貌学会Gordon Warwick奖等,在Nature、Science、Nature Geoscience、Nature Sustainability和Nature Climate Change等顶级期刊上发表论文20余篇,是世界上论文引用率最高的水文学家之一。