湿润地区3种松属植物枝和根导水系统的效率-安全关系
湿润地区3种松属植物枝和根导水系统的效率-安全关系
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DOI：
10.11707/j.1001-7488.20210721
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
谢江波
中科院分区：
文献类型：
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作者：
叶琳峰;李彦;王忠媛;陆世通;潘天天;陈森;谢江波
【目的】干旱导致的树木衰退甚至死亡并不局限于干旱地区,湿润区树木干旱适应能力弱,更易因水力失效而死亡。建立湿润区树木器官水平上的木质部结构与水力功能性状(包括输水效率和安全)的数量关系,是解答湿润区树木干旱致死机制的关键。【方法】以湿润地区马尾松、日本五针松和湿地松为对象,测定其枝条、根的木质部水力功能性状(导水率与栓塞抗性)和结构性状(管胞、纹孔特征等) 。结合已发表的其他松属树种相关数据,检验了松属枝条与根的水力效率-水力安全权衡;定量分析了木质部输水效率(Ks,单位边材面积的导水率)和栓塞抗性(P_(50),导水率损失50%时的木质部水势)的结构基础。【结果】1)对所研究的松属3个种,根比导率(K_(sr),根单位边材面积的导水率) >枝条比导率(Kss,枝条单位边材面积的导水率),根P_(50) >枝条P_(50); Kss与K_(sr)正相关,枝条P_(50)与根P_(50)也呈正相关; 3个种均属低效率低安全性树种。2)相关分析表明: Kss与枝条P_(50)负相关,枝条存在效率-安全权衡; K_(sr)与根P_(50)的决定系数接近0(R~2 = 0.01,P = 0.94),即根无效率-安全权衡。这种功能权衡关系由其解剖结构决定: Kss与枝条P_(50)对结构的需求趋异(枝条有效率-安全权衡),而K_(sr)与根P_(50)对结构的需求趋同(根无效率-安全权衡) 。3)冗余分析表明,枝条纹孔膜面积对Kss解释度最高,枝条纹孔塞面积对枝条P_(50)解释度最高;根木材密度对K_(sr)解释度最高,根塞缘面积对根P_(50)解释度最高。【结论】枝条和根的输水效率、栓塞抗性主要由木质部结构决定,其中纹孔结构影响最大,木材密度与管胞壁厚度次之。马尾松、日本五针松和湿地松的枝条存在效率-安全权衡,而根不存在这种权衡,其相关的结构性状解释为:效率与安全的结构需求趋异存在权衡,趋同则无权衡。