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華南植物園揭示降雨季節(jié)變化對(duì)樹木生理的影響

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華南植物園揭示降雨季節(jié)變化對(duì)樹木生理的影響

摘要: 　　全球環(huán)流模型和經(jīng)驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)均表明未來降雨格局變得更加不均勻，很多地區(qū)呈現(xiàn)“干季更干、濕季更濕”，勢必影響或改變森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。對(duì)廣東鶴山30年(1985–2014)降雨數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)干季的降雨明顯減 ...

　　全球環(huán)流模型和經(jīng)驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)均表明未來降雨格局變得更加不均勻，很多地區(qū)呈現(xiàn)“干季更干、濕季更濕”，勢必影響或改變森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。對(duì)廣東鶴山30年(1985–2014)降雨數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)干季的降雨明顯減少，末期的遞減趨勢尤甚�；诖�，中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)及環(huán)境科學(xué)學(xué)習(xí)中心畢業(yè)生高建國（現(xiàn)復(fù)旦大學(xué)博士后）利用鶴山站森林降水季節(jié)分配變化(Precipitation Seasonal Distribution Changes，PSDC)野外控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)(圖1)），對(duì)次生常綠闊葉林兩個(gè)共存樹種火力楠(Michelia macclurei)和木荷(Castanopsis fissa)的樹木液流變化、水分利用效率、葉片和木材養(yǎng)分含量以及形態(tài)參數(shù)進(jìn)行了2年的觀測學(xué)習(xí)，以解析響應(yīng)降雨季節(jié)格局改變的生理生態(tài)學(xué)機(jī)制。
　　學(xué)習(xí)結(jié)果顯示，兩樹種的整樹液流和內(nèi)在水分利用效率(WUEi)對(duì)降雨處理表現(xiàn)一定的生理穩(wěn)態(tài)性，樹木蒸騰對(duì)水汽壓虧缺(VPD)和光合有效輻射(PAR)的響應(yīng)無論在干旱、春旱還是加水期均無明顯的處理差異。與此相反，單位面積的葉N和P含量呈現(xiàn)一定的波動(dòng)，特別是葉片N : P有明顯的處理效應(yīng)，說明降雨季節(jié)分配改變對(duì)N和P雙重限制的森林生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分吸收和利用產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而影響森林生態(tài)系統(tǒng)的生物地球化學(xué)循環(huán)過程。木材的化學(xué)計(jì)量特征相比于葉片更為保守。在給定的葉片13C甄別率(≈ ci/ca，胞間二氧化碳與大氣二氧化碳比值)，木材13C甄別率沒有表現(xiàn)出處理或樹種間的差異，說明樹木的碳轉(zhuǎn)移沒有受到降雨季節(jié)改變的影響，局部解釋了與“碳經(jīng)濟(jì)(Carbon economy)”相關(guān)的保守的化學(xué)計(jì)量特征。枝條邊材面積:葉片面積(As : Al)與樹木蒸騰對(duì)VPD的敏感性參數(shù)顯著負(fù)相關(guān)，說明樹木調(diào)整水力結(jié)構(gòu)并結(jié)合氣孔控制，實(shí)現(xiàn)水分利用的穩(wěn)態(tài)性響應(yīng)，以保持最大的水分利用。進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，火力楠在濕生或輕度水分脅迫下有更強(qiáng)的生長優(yōu)勢；木荷由于根系對(duì)土壤深層水分的較多利用和較強(qiáng)的形態(tài)可塑性，在未來降雨分配不均或干旱加劇的情形下具有競爭優(yōu)勢。
　　相關(guān)學(xué)習(xí)結(jié)果已發(fā)表在國際期刊Perspectives in Plant Ecology， Evolution and Systematics (2017， 25: 1-19)上。該學(xué)習(xí)得到了國家自然科學(xué)基金的資助。



　　該學(xué)習(xí)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)（DD：干季更干、濕季更濕，ED：干季更干、延長干季，AC：對(duì)照)華南植物園揭示降雨季節(jié)變化對(duì)樹木生理的影響  |  責(zé)任編輯：蟲子
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