原文以Differential ecophysiological responses and resilience to heat wave events in four co-occurring temperate tree species 為標(biāo)題發(fā)表于2018年5月31日的Environmental Research Letters上
譯/ 毅
在溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)中,極端氣候事件—夏季熱浪(Heat Waves)會引發(fā)冠層葉片和莖干的死亡。然而,不同樹種在整個極端氣候事件發(fā)生前后的生理應(yīng)對機制,人們知之甚少。研究者在美國東南部地區(qū),模擬了整個熱浪(Heat Waves)事件,他們選取了四種共生的溫帶樹種為研究對象:西班牙櫟(Quercus falcata Michx.), 舒氏紅櫟(Q. shumardii Buckl.),鵝掌楸(Liriodendron tulipifera L.)以及北美白松(Pinus strobus L.),探求共生在一起的不同樹種對熱浪響應(yīng)的生理差異。
研究者對生長了兩年的盆栽樹苗,人工模擬了熱浪-恢復(fù)循環(huán)。在為期三天的熱浪模擬中,正午的氣溫高達37℃至51℃。研究者們評估了不同樹種在光合氣體交換(使用LI-6800測量)、水分利用、慢速葉綠素?zé)晒猓ㄊ褂?a href="http://mtia.cn/uploads/6f506bf154cdca0dab964f47402a6f06/LI-6800" target="_blank">LI-6800測量)、快速熒光誘導(dǎo)動力學(xué)曲線OJIP(使用LI-6800測量)、葉片溫度等多項指標(biāo)間的差異。
結(jié)果顯示,熱浪會導(dǎo)致測試樹種的葉片凈光合速率的下降,然而葉片氣孔可繼續(xù)維持開放狀態(tài),通過潛熱損失,幫助葉片降溫。所有測試樹種的蒸騰速率都增加了,在其蒸騰速率平臺期,葉片溫度超過了45℃。
四個樹種的NPQ在熱浪過程中都顯著增加了。但是,對那些熱敏感樹種(鵝掌楸和北美白松)來說,PSII的瞬時和慢性損傷都很明顯;櫟屬植物,尤其是西班牙櫟,表現(xiàn)出更強的耐熱能力,PSII光損傷的閾值更高,光抑制后的恢復(fù)過程更快。
結(jié)論是,這些共生在一起的溫帶樹種,在熱容忍度以及光損傷修復(fù)能力方面,差異很大。極端高溫事件所導(dǎo)致的葉綠體內(nèi)部PSII的損傷差異,可作為不同樹種應(yīng)對極端氣候事件能力區(qū)別的重要指標(biāo)。本項研究有助于對當(dāng)前溫帶森林系統(tǒng)—氣候響應(yīng)模型的完善。