罗汉松科3种植物茎和根木质部水分运输、解剖结构与机械强度之间的关系

作者：陆世通; 陈森; 李彦; 王忠媛; 潘天天; 叶琳峰; 谢江波^*

来源：植物生态学报, 2021, 45(06): 659-669.

DOI：10.17521/cjpe.2020.0402

• 栓塞
• 导水率
• 脆弱曲线
• 管胞
• 罗汉松科

水力失效是植物干旱死亡的主要机制。量化分析水力性状的种间和器官间差异是预测树木在气候变化下的响应甚至生存能力的基础。该研究对比分析了罗汉松科3种植物器官(茎和根)水平上水力功能性状的差异,并探讨其与解剖结构和机械强度之间的关系。在湿生同质园内选择罗汉松科3种植物,测定了茎和根木质部水力功能性状(最大比导率(Ks)和栓塞抗性(P50))、解剖结构性状(管胞直径(Dt)、水力直径(Dh)、管胞密度(Nt)、管胞壁厚(Tw)、纹孔膜直径(Dp)和纹孔密度(Np))和机械强度(木材密度(WD)和管胞厚度跨度比((t/b)2))。结果发现:(1)罗汉松科3种植物茎木质部不存在效率-安全权衡,而根木质部存在权衡。(2)茎Ks与Dp显著正相关,与(t/b)2和WD无关;茎P50与Dp极显著负相关,与(t/b)2和WD无关。(3)根Ks与Dh显著正相关,与Tw和(t/b)2极显著负相关;根P50与Tw、(t/b)2和WD均极显著正相关。在罗汉松科植物中,根木质部性状与输水效率和栓塞抗性的密切关系是解释其存在效率-安全权衡的基础,而茎木质部的过度建造是茎不存在效率-安全权衡的原因,木质部的过度建造仍需要更多的实验证据。

• 单位
  中国科学院新疆生态与地理研究所; 浙江农林大学; 荒漠与绿洲生态国家重点实验室