Intrinsic water-use efficiency influences establishment in Encelia farinosa
Intrinsic water-use efficiency influences establishment in Encelia farinosa
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内在水分利用效率影响 Encelia farinosa 的建立
DOI：
10.1007/s00442-022-05217-5
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
2.7
通讯作者：
Driscoll, Avery W.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ehleringer, James R.;Driscoll, Avery W.
我们描述了建立ofEncelia farinosa，干旱落叶灌木常见的莫哈韦和索诺兰沙漠，根据1980年和2020年之间的两个人口的年度观测。在此监测期间，只有11次50多只一岁鸽（0.02-0.03只m−2）的建立事件发生;在68%的年份中，建立的一岁鸽少于10只。一岁幼崽到成年（4岁）的存活率范围为88%至5%，并且与累积降水量显着相关。在目前的大规模繁殖期间，少年的存活率最低。我们计算了内在水分利用效率（iWUE），并观察到最年轻的植物中iWUE值的变化最大。在青少年中，存活的一岁鸽最低的iWUE值表现出向上的个体发育转变的iWUE值，而那些最高的初始iWUE值的一岁鸽表现出很小的变化，如果有的话。在过去的几十年里，幼年体的大小，较高的iWUE值，和更大的生存可能性都呈正相关。此外，iWUE和光合能力呈正相关，提供了一个机制解释为什么增加的iWUE值之间的青少年可能会导致更大的存活率和更大的植物在水分亏缺条件下。我们认为iWUE值的基因型变异存在双向选择。farinosa和这种变化是选择，因为降水和VPD与高，低频率的气候周期相关的年际环境异质性。极端干旱周期可能有利于植物具有较高的iWUE值，而更多的mesic期可能允许更大的持久性较低的iWUE基因型。
We describe establishment ofEncelia farinosa, a drought-deciduous shrub common to the Mojave and Sonoran Deserts, based on annual observations of two populations between 1980 and 2020. Only 11 establishment events of 50 + yearlings (0.02–0.03 individuals m−2) occurred during this monitoring period; in 68% of the years fewer than 10 yearlings were established. Yearling survival to adulthood (age 4) ranged from 88 to 5% and was significantly related to cumulative precipitation. Juvenile survival rates were lowest during the current megadrought period. We calculated intrinsic water-use efficiency (iWUE) and observed the widest variations in iWUE values among the youngest plants. Among juveniles, surviving yearlings with the lowest iWUE values exhibited upward ontogenetic shifts in iWUE values, whereas those yearlings with the highest initial iWUE values exhibited little if any change. Juvenile size, higher iWUE values, and greater likelihood of surviving were all positively related with each other over the past several decades. Furthermore, iWUE and photosynthetic capacity were positively related to each other, providing a mechanistic explanation for why increased iWUE values among juveniles could lead to greater survival rates and to larger plants under water-deficit conditions. We posit that there is bi-directional selection for genotypic variations in iWUE values amongE. farinosaand that this variation is selected for because of interannual environmental heterogeneity in precipitation and VPD associated with both high- and low-frequency climate cycles. Extreme drought cycles may favor plants with higher iWUE values, whereas more mesic periods may allow for greater persistence of lower iWUE genotypes.
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