控水与补水条件下连续热浪对闽楠光合特性和生长速率的影响

全球变暖背景下,亚热带地区极端气候热浪事件发生频率持续增加。高频热浪及其伴随的高温和干旱复合胁迫将严重影响植物的光合特性,抑制植物的生长,甚至造成死亡。然而,目前亚热带树木光合特性及生长对高频热浪及复合胁迫的响应仍不明确。以亚热带阔叶树种闽楠苗木为研究对象进行了热浪模拟实验,关注了补水和控水处理不同水分环境下连续热浪对闽楠光合特性及生长速率的影响。结果表明,补水处理下闽楠净光合速率(Pn)在单次热浪影响下显著下降了34%,同时水分利用效率显著(WUE)下降,但蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶片水汽压亏缺(Leaf_vpd)显著上升(P<0.05)。表明水分充沛的高温环境中闽楠可通过增加蒸腾耗水加速水分蒸散来调节叶片的温度,增强植株光合特性对热浪的抗性。而控水处理下单次热浪处理组Tr和Gs未显著上升,以及Tr与Leaf_vpd在干湿环境下线性拟合的不同斜率,说明水分胁迫会降低叶片降温的效率,加剧热浪对闽楠光合特性的影响。水分和高温的复合胁迫还延长了闽楠光合特性在热浪后的恢复过程,高温胁迫下闽楠Pn在15 d后恢复至未干扰水平,但复合胁迫...     

热浪频次及间隔时间对闽楠和木荷苗木水力结构和非结构性碳水化合物的影响

近年来亚热带地区极端气候事件热浪发生频率增加,热浪频次及间隔时间的变化使热浪发生的模式及其对植物的胁迫方式更加多样化。高频热浪不仅通过热胁迫影响植物的碳固持速率,还会间接形成水分胁迫造成植物水力结构发生障碍,影响碳水化合物的运输。然而,目前亚热带树木水力结构和非结构性碳水化合物(NSC)对复杂热浪的模式的响应仍不明确。以亚热带主要阔叶树种闽楠(Phoebe bournei)和木荷(Schima superba)苗木为研究对象进行了热浪模拟试验,关注不同热浪频次(单次,两次)及重复热浪间隔时间(短间隔、中间隔、长间隔)对苗木茎部水力结构特征及NSC的影响,使用冲洗法测定水力结构中的导水率(K_h)、最大导水率(K_max)、比导率(K_s)、木质部栓塞百分数(PLC),使用蒽酮-硫酸比色法测定茎段非结构性碳水化合物含量。结果表明,(1)闽楠和木荷的水力结构和非结构性碳水化合物在树种间存在显著差异;(2)不同热浪频次对闽楠和木荷的K_max和PLC影响存在显著差异;(3)重复热浪间隔时间变长,木荷茎栓塞减轻,而闽楠茎栓塞增加,且植株栓塞越严重,茎NSC含量越少。总体上,闽楠的水力传输系统对热浪抗性较弱,在热浪后栓塞严重,导水率下降且无法完全恢复,且NSC含量与栓塞程度相关性较弱;而木荷水力传输系统抗性较强,在热浪后导水能力可能恢复至未受干扰水平,且其恢复程度与NSC含量紧密相关。该研究结果表明,高频热浪的发生会显著影响闽楠和木荷苗木茎部的导水能力,且不同间隔时间的重复热浪事件对植物水力结构的影响存在差异性,并且两个亚热带阔叶树种对热浪伴随的高温和水分胁迫的耐受性和耐受机制存在差异。     

闽楠和木荷非结构性碳水化合物对不同模式热浪的差异性响应

植物体内非结构性碳水化合物(NSC)存储和调节机制反映了植物生长和代谢过程对环境变化的响应程度。全球气候变暖背景下,极端气候事件热浪的发生频率增加,势必会影响植物的碳收支和分配过程。然而目前热浪频率及间隔时间差异形成的复杂模式对植物不同器官之间的NSC分配及调节机制的影响尚不清楚。为了更好地阐明极端气候事件下植物器官水平的碳收支平衡机制,该研究以亚热带主要阔叶树种闽楠(Phoebe bournei)和木荷(Schima superba)苗木为研究对象,设置对照和不同频率及不同间隔时间的5个热浪处理,分别为无热浪(CK)、单次热浪(HW)、短间隔反复热浪(两次热浪间隔7天,2HW₇)、中间隔反复热浪(两次热浪间隔30天,2HW₃₀)、长间隔反复热浪(两次热浪间隔45天,2HW₄₅)。测定分析不同树种各器官(茎、叶、根) NSC含量和生物量变化及其分配对不同热浪模式的响应,揭示复杂极端气候事件对植物生长的影响及不同植物的响应差异。结果表明反复热浪2HW₇显著增加了闽楠茎可溶性糖含量,但对其根、叶可溶性糖...