干旱胁迫下树木的碳水过程以及干旱死亡机理

被引：28

作者：

段洪浪 ^{[1
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吴建平 ^{[1
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刘文飞 ^{[1
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廖迎春 ^{[1
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张海娜 ^{[2
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樊后保 ^{[1
]}

机构：

[1] 南昌工程学院生态与环境科学研究所

[2] 南昌工程学院水利与生态工程学院

来源：

林业科学 | 2015年 / 51卷 / 11期

关键词：

碳饥饿; 树木死亡; 极端干旱; 全球变化; 水力失衡;

D O I：

暂无

中图分类号：

S718.43 [树木生理学、生物化学、生物物理学];

学科分类号：

071012 ; 0713 ;

摘要：

干旱是植物生长与存活最主要的限制因子之一。轻度或中度干旱胁迫会抑制树木的光合作用并降低森林生产力,而严重的干旱胁迫则可能造成森林死亡。全球气候变化背景下,干旱频率和强度的增加将对森林生态系统的碳水过程产生重要影响,甚至威胁森林的存活。极端干旱如何影响树木的碳水平衡存在很大争议,特别是干旱致死的生理机制仍不甚清楚。因此,探讨干旱导致树木死亡的生理机制对准确预测未来气候条件下森林的响应具有重要意义,是全球生态学和植物生理生态学的重要课题。目前备受关注的具有协同性的2个假说——"水力失衡"和"碳饥饿"可分别从水分关系与碳动态两方面解释树木干旱死亡的生理机制。近年来国际上相继有研究试图验证以上假说,但并无一致性结论,特别是非结构性碳水化合物的损耗在死亡过程中的作用仍不清楚。本文介绍干旱胁迫下的水分关系,对木质部栓塞以及水力安全范围进行探讨,解释"水力失衡"的基本原理。然后,讨论长期干旱胁迫对树木生长、光合作用和呼吸作用影响的差异,以及由此产生的非结构性碳水化合物动态,探讨"碳饥饿"潜在的基础,并总结干旱致死生理机制的研究进展。目前的研究表明,"水力失衡"是高强度干旱胁迫下树木死亡的主要原因,而"碳饥饿"是否发生有待在更长期的低强度干旱试验中验证。本文还对未来的研究方向提出建议:1)鉴于当前研究的地域和树种限制,以后的研究有待向中国的乡土树种拓展,并通过比较具有系统发生学差异的被子植物和裸子植物树种进一步阐明干旱胁迫对树木碳水关系的影响;2)探讨干旱胁迫下可溶性糖的组分变化以及植物激素的动态将从代谢方面丰富干旱胁迫影响树木的机制;3)为了更准确地预测森林对未来气候变化的响应规律,研究大气CO2浓度与温度协同升高的交互作用如何影响树木干旱死亡应成为新的研究方向。

引用

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页数：8

共 29 条

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