課題組在持續(xù)干旱脅迫下樹木死亡機理方面取得新進展
發(fā)布時間:
2023-06-19
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全球范圍內干旱導致樹木死亡加劇,然而目前干旱脅迫下樹木死亡預測仍然十分困難,其主要原因是對于樹木死亡的生理機理認識不夠充分。水力學失敗和碳饑餓是當前解釋樹木死亡的兩個主要假說,然而目前關于這兩個假說的試驗主要集中于生長季,關于跨季節(jié)持續(xù)干旱下樹木死亡機理的報道比較少見。
鑒于此,研究人員通過為期13個月(包括生長季和休眠季)的連續(xù)干旱處理試驗,通過分析干旱過程中幼苗水力學功能和非結構性碳水化合物(NSC:可溶性糖+淀粉)儲存變化,探究了持續(xù)干旱下幼苗死亡機理。研究結果發(fā)現(xiàn),休眠季死亡幼苗體內可溶性糖和淀粉濃度不足對照的20 %。第二年生長季時,干旱導致幼苗水力學功能嚴重受損,幼苗死亡時水力學功能完全喪失,但其體內NSC儲存較對照無顯著降低現(xiàn)象。由此可見,碳饑餓可能是休眠季幼苗死亡的重要原因,而水力學失敗是生長季幼苗死亡的主要原因。
本研究發(fā)現(xiàn)樹木水力學功能和非結構性碳的變化受干旱和季節(jié)交互作用影響,有助于增強對于干旱脅迫下溫帶樹木死亡機理的認識。研究結果以“Seasonal responses of hydraulic function and carbon dynamics in spruce seedlings to continuous drought”為題于2022年4月發(fā)表在
Frontiers in Plant Science期刊上。中科院沈陽生態(tài)所森林生態(tài)系統(tǒng)管理組博士生
韓艷剛為該論文第一作者,
于大炮研究員和
王慶偉研究員為該論文共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金資助(41871105和41971148)。
圖1 實驗過程中土壤含水率和幼苗死亡率變化
圖2 幼苗水勢變化
圖3 幼苗可溶性糖、淀粉和NSC濃度變化