中科院西雙版納熱帶植物園熱帶森林生態重點實驗室全球變化研究組與西雙版納熱帶雨林生態系統研究站合作開展了人工橡膠林與原始熱帶雨林水循環的對比研究,從目前備受爭議的橡膠林種植對水資源影響的角度出發,利用西雙版納熱帶雨林生態系統研究站15年的持續徑流監測數據,基于生態系統水分循環的框架,得到橡膠林大面積種植導致西雙版納旱季用水短缺的結論。
西雙版納受印度季風控制,干濕季分明;從11月開始至翌年4月長達6個月的旱季,降雨量僅為全年的13%。與典型的熱帶雨林地區相比,西雙版納年降雨量偏低,再加上降雨年內的分配不均,森林生態系統往往是利用上年雨季儲存在土壤中的水分來度過漫長的旱季。
徑流數據表明,即使在降雨量非常低的年份,熱帶雨林中尚有明顯持續的地表徑流,而橡膠林中卻頻繁出現斷流現象。熱帶雨林通過良好的土壤儲水性能,緩解了旱季的水分利用,也為當地居民提供了持續的水資源。通過比較徑流量在雨季的分配,研究人員還發現橡膠林的徑流僅略大于人工雨林。這與普遍認為的,由于橡膠樹行距大,雨水在雨季較易流失的觀點不完全一致。而橡膠林在年尺度上的徑流小于熱帶雨林,基于生態系統水分平衡的原理,這就意味著有更多的水分通過蒸散的方式返回到大氣中。橡膠樹起源于潮濕的亞馬遜地區,在水分不受限制的情況下,較高的蒸騰有利于促進通過氣孔與其耦合在一起的光合作用過程,最終產生競爭優勢。而對于西雙版納熱帶雨林而言,通過長期對季節性干旱的適應和進化,為了降低栓塞氣穴化等風險,往往發展相對較小的導管和較低的葉片氣孔密度等水力特性。這可能是雨季橡膠林蒸散明顯高于熱帶雨林的主要原因。當然,橡膠林的臺地種植方式(臺地種植某種程度上降低了雨季的水流失,增加了蒸發)以及施肥(通過土壤中的氮增加葉片氮,最終影響葉片光合和蒸騰特性)也可能是其中的原因。