倪鸣源, ARITSARA Amy Ny Aina, 王永强, 黄冬柳, 项伟, 万春燕, 朱师丹
, * 广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室, 南宁 530004; 广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室, 南宁 530004
Analysis of xylem anatomy and function of representative tree species in a mixed evergreen and deciduous broad-leaved forest of mid-subtropical karst region Ming-Yuan NI, Amy Ny Aina ARITSARA, Yong-Qiang WANG, Dong-Liu HUANG, Wei XIANG, Chun-Yan WAN, Shi-Dan ZHU
, * Guangxi Key Laboratory of Forest Ecology and Conservation, College of Forestry, Guangxi University, Nanning 530004, China; and State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-bioresources, College of Forestry, Guangxi University, Nanning 530004, China
通讯作者: *
zhushidan@gxu.edu.cn 编委: 黄建国
责任编辑: 李敏
收稿日期: 2020-11-9
接受日期: 2021-01-18
网络出版日期: 2021-04-20
基金资助: 广西八桂青年****项目和广西自然科学基金 (2017GXNSFBA198188 )
Corresponding authors: *
zhushidan@gxu.edu.cn Received: 2020-11-9
Accepted: 2021-01-18
Online: 2021-04-20
Fund supported: Guangxi Bagui Young Scholars Program and the Natural Science Foundation of Guangxi (2017GXNSFBA198188 )
摘要 树木木质部主要由导管、纤维和薄壁组织组成, 分别具有运输、支撑和贮存的生理功能。由于木质部空间限制, 一种组织比例的增加会导致其他组织比例的降低, 因而可能表现出权衡关系。分析木质部组织比例和权衡关系有助于了解植物的生理生态适应性。该研究选择中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林21种典型树种(10种落叶树种, 11种常绿树种), 测定枝条木质部各组织比例, 计算水力相关指标并分析性状之间的相关性。结果表明: (1)与全球木质部解剖数据对比分析, 喀斯特树种木质部趋向具有较高比例的薄壁组织; (2)喀斯特树种导管组织比例与薄壁和纤维组织比例之间没有显著的相关性, 但是薄壁和纤维组织比例之间有显著的权衡关系; (3)常绿和落叶树种的木质部水力运输安全性(导管壁加固系数)和效率性(理论导水率)均具有显著的权衡关系, 但是这两个类群线性回归的截距存在显著差异, 即在相同的理论导水率条件下, 落叶树种比常绿树种具有较高的导管壁加固系数(安全性), 可能与常绿树种具有更多的轴向薄壁组织有关。喀斯特树种木质部解剖特征表明薄壁组织的贮存功能对喀斯特树种(尤其是常绿树种)的干旱适应具有重要作用。
关键词： 导管组织 ;
薄壁组织 ;
纤维组织 ;
导管壁加固系数 ;
理论导水率 ;
权衡 Abstract Aims Vessel, fibers, and parenchyma are the main components of tree xylem. They are responsible for water transport, mechanical support, and water and nutrients storage. Given the limited xylem space, consistent investment in one type of tissue would constrain the space available for other types of tissue, thus resulting in a possible trade-off among different tissues in their fractions. Analysis of the fractions of tissue types in xylem and the trade-off would contribute to better understanding of the eco-physiological adaptation of plants.
Methods We selected 21 characteristic tree species (10 deciduous and 11 evergreen) from a mixed evergreen and deciduous broad-leaved forest located in the mid-subtropical karst region, and measured their xylem tissue fractions. In addition, we calculated the hydraulic-related structural traits in xylems and examined the correlations among various traits.
Important findings Compared to the global average values of xylem tissue fractions, the karst tree species tended to have a higher proportion of parenchyma. The fraction of vessel lumen was not correlated with fiber and parenchyma fractions across the tree species investigated. Instead, a significant trade-off was observed between fractions of fiber and parenchyma. A trade-off between the hydraulic efficiency (i.e. theoretical hydraulic conductivity) and safety (vessel wall reinforcement) was observed across both the deciduous and the evergreen tree species. The two contrasting group of karst trees differenced significantly in the intercepts of the lines for trade-offs. For given conductivity, the deciduous tree species exhibited stronger vessel well reinforcement (safety) than the evergreen tree species, which might be due to the fact that evergreen trees species had more axial parenchyma. Hence, this study revealed the specificity of xylem anatomy in karst tree species. Water and resource storage in xylem parenchyma are vital to karst trees (evergreens in particular) for their adaptation to the water-limiting environment.
Keywords： vessel ;
parenchyma ;
fibers ;
vessel wall reinforcement coefficient ;
theoretical hydraulic conductivity ;
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Bibtex 收藏本文 引用本文 倪鸣源, ARITSARA Amy Ny Aina, 王永强, 黄冬柳, 项伟, 万春燕, 朱师丹. 中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林典型树种的木质部解剖与功能特征分析. 植物生态学报, 2021, 45(4): 394-403. DOI:
10.17521/cjpe.2020.0367 NI Ming-Yuan, ARITSARA Amy Ny Aina, WANG Yong-Qiang, HUANG Dong-Liu, XIANG Wei, WAN Chun-Yan, ZHU Shi-Dan.
Analysis of xylem anatomy and function of representative tree species in a mixed evergreen and deciduous broad-leaved forest of mid-subtropical karst region .
Chinese Journal of Plant Ecology , 2021, 45(4): 394-403. DOI:
10.17521/cjpe.2020.0367 我国西南喀斯特是世界喀斯特连片分布面积最大的区域, 总面积超过55万km
2 , 主要集中在广西、贵州和云南等省区(
宋同清, 2015 )。其中, 广西喀斯特分布面积达9.7万km
2 , 喀斯特地貌富有特色(
蒋忠诚等, 2007 )。由于广西地处云贵高原的东南缘、南临北部湾, 受热带亚热带季风气候影响, 高温多雨, 岩溶作用强烈, 喀斯特地貌以峰丛洼地、峰丛谷地为主(
袁道先, 1992 )。与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 )。喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 )。广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 )。
由于喀斯特生境的水分有效性低, 喀斯特森林植物具有明显的旱生性特点(
彭晚霞等, 2008 )。喀斯特植物的生理生态适应性, 尤其是水分生理研究受到广泛关注(
Wang et al ., 2018 ;
Chen et al ., 2019 )。研究表明喀斯特树种可以通过较强的生理调整能力适应水分亏缺(
Cao et al ., 2020 ), 或通过发达的根系扩大水分来源(
Geekiyanage et al ., 2019 )。前期基于中亚热带喀斯特地区的喀斯特木本植物脆弱性曲线分析发现喀斯特树种抗栓塞能力并不高于同区域的非喀斯特森林树种(
Fan et al ., 2011 ;
谭凤森等, 2019 )。另外, 研究发现植物薄壁细胞比例高的其非结构性碳水化合物含量高(
Plavcováet al ., 2016 ;
Pratt & Jacobsen, 2017 ), 可能高的薄壁细胞比例在抗旱性方面发挥作用(
Tomasella et al ., 2019 )。因此研究喀斯特树木的木质部结构特征有助于理解喀斯特植物的干旱适应性。
木本植物木质部主要由导管(或管胞)、纤维和薄壁细胞组成, 各自执行不同的功能: 导管(或管胞)负责水分和无机离子的运输; 薄壁组织负责水和碳水化合物的储存; 纤维主要负责机械支持(
Hacke & Sperry, 2001 ;
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b )。木质部不同组织相互联系, 形成有机整体, 为植物体正常有序的生理过程提供保障(
周朝彬等, 2016 )。由于木质部空间(横截面积)限制, 导管组织、纤维组织、薄壁细胞组织的比例存在权衡关系, 即分配给某一组织较多的空间, 会减少其他组织的可用空间(
Pratt & Jacobsen, 2017 )。木质部组织分配的最优化有助于木质部发挥其最大的功能(
Carlquist, 2018 ), 体现了其对生存环境的适应(
Godfrey et al ., 2020 )。
广西木论喀斯特位于西南喀斯特的核心区域, 保存有连片面积最大、原生性较强的喀斯特森林(
刘璐等, 2012 )。顶极群落类型为中亚热带常绿落叶阔叶混交林; 与同区域的非喀斯特森林相比, 落叶树种的比例较高。落叶与常绿植物的生理生态特征具有显著差异; 基于木质部结构方面的研究表明落叶植物具有较低的木材密度、较小的导管密度以及较大的导管直径(
Choat et al ., 2005 )。本研究选取木论喀斯特常绿落叶阔叶混交林21种典型树种(包括11种常绿树种和10种落叶树种), 测定枝条木质部解剖结构并计算相关水力功能性状。主要研究以下3个问题: (1)与全球数据相比, 喀斯特树种木质部解剖结构特征有何特殊性? (2)喀斯特树种木质部各组分之间是否具有显著的权衡关系? (3)喀斯特落叶与常绿树种的木质部结构和水力特征有何差异?
1 材料和方法 1.1 地理概况 研究样地位于广西河池市环江毛南族自治县木
论国家级自然保护区的永久性监测样地(25.15° N, 108.04° E), 海拔420 m。受季风气候影响, 该样地年平均气温19.2 ℃, 年降水量1 529.2 mm; 雨季为4-8月, 降水量占全年的73.7% (
刘璐等, 2012 )。森林群落类型为中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林, 样地面积为1 hm
2 (100 m × 100 m), 东南向; 处于喀斯特峰丛洼地中上坡, 平均坡度约27°, 岩石裸露率80%-90% (
郑颖吾, 1999 )。样地共有物种44科73属95种; 重要值靠前的树种为青檀(
Pteroceltis tatarinowii )、广西密花树(
Myrsine kwangsiensis )、千里香(
Murra ya
paniculata )和菜豆树(
Radermachera sinica )等。土壤以石灰土为主, 有机碳含量为15-24 g·kg
-1 (
刘淑娟等, 2010 ;
宋同清, 2015 )。
1.2 实验材料 取样时间为2019年8月, 选取样地中21种典型的喀斯特木本植物, 隶属于14科21属, 其中落叶10种, 常绿11种(
表1 )。根据树种的平均树高与胸径, 每种选取5株健康成熟个体, 从每个个体上剪取2段冠层阳生枝条, 长度5 cm, 直径为7-10 mm。
Table 1 表1 表1 广西木论21种喀斯特树种的叶习性、胸径和树高(平均值±标准差)
Table 1
Leaf types by longevity, diameter at breast-height (DBH ), and height of the 21 karst tree species studied in Mulun, Guangxi (mean ± SD ) 物种 科 胸径 DBH (cm) 树高 落叶 Deciduous 黄梨木 Boniodendron minus 无患子科Sapindaceae 12.4 ± 0.3 8.3 ± 0.2 禾串树 Bridelia balansae 大戟科Euphorbiaceae 13.6 ± 1.0 7.5 ± 0.5 大叶紫珠 Callicarpa macrophylla 马鞭草科Verbenaceae 6.5 ± 0.4 5.5 ± 0.7 麻楝 Chukrasia tabularis 楝科 Meliaceae 12.0 ± 1.4 8.0 ± 0.5 浆果楝 Cipadessa baccifera 楝科 Meliaceae 7.9 ± 1.1 6.4 ± 0.9 毛果巴豆 Croton lachnocarpus 大戟科Euphorbiaceae 8.4 ± 0.3 6.5 ± 0.2 伞花木 Eurycorymbus cavaleriei 无患子科Sapindaceae 10.6 ± 0.6 7.6 ± 0.3 青檀 Pteroceltis tatarinowii 榆科 15.6 ± 0.6 8.7 ± 0.2 菜豆树 Radermachera sinica 紫葳科Bignoniaceae 13.5 ± 0.5 8.3 ± 0.2 圆叶乌桕 Triadica rotundifolia 大戟科Euphorbiaceae 15.8 ± 4.2 8.5 ± 0.3 常绿 Evergreen 假鱼骨木 Psydrax dicocca 茜草科Rubiaceae 9.2 ± 1.1 6.5 ± 0.5 灰岩棒柄花 Cleidion bracteosum 大戟科Euphorbiaceae 7.3 ± 0.3 5.2 ± 0.2 岩生厚壳桂 Cryptocarya calcicola 樟科 Lauraceae 8.1 ± 0.4 6.5 ± 0.2 青冈 Cyclobalanopsis glauca 壳斗科Fagaceae 10.9 ± 1.2 7.4 ± 0.6 大叶水榕 Ficus glaberrima 桑科 Moraceae 19.5 ± 3.4 7.7 ± 0.7 山小橘 Glycosmis pentaphylla 芸香科Rutaceae 6.4 ± 0.3 4.3 ± 0.3 黑木姜子 Litsea salicifolia 樟科 Lauraceae 7.6 ± 0.8 6.8 ± 0.4 小芸木 Micromelum integerrimum 芸香科Rutaceae 6.2 ± 1.1 5.3 ± 0.8 千里香 芸香科Rutaceae 6.4 ± 0.1 5.0 ± 0.2 广西密花树 Myrsine kwangsien sis 紫金牛科 Myrsinaceae 7.6 ± 0.3 6.1 ± 0.2 铁榄Sinosideroxylon pedunculatum 山榄科Sapotaceae 8.8 ± 0.4 6.5 ± 0.2
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下载CSV 1.3 测定方法 将采回的新鲜枝条放入贴好标签的离心管中, 用FAA溶液固定一周后, 将样品固定在滑走切片机(Leica SM2010R, Leica, Nusslock, Germany)的凹槽进行横切, 切片厚度为25 μm, 用乙酸乙酯溶解泡沫(聚苯乙烯)的混合液涂抹样品切面防止切片变形(
Barbosa et al ., 2010 ), 用鸡蛋清和甘油的混合液把切片粘在载玻片上, 再用番红溶液和阿利新蓝溶液染色, 依次经过浓度为40%、70%、90%、100%的酒精脱水后用加拿大树胶固定。利用光学显微镜(Leica DM 3000, Leica, Wetzlar, Germany)观察并对木质部横切面(边材)进行拍照。每个个体制作2个切片, 每个切片分别在10、20、40倍镜下随机拍摄4个视野。
利用ImageJ 1.52软件(www.imagej.nih.gov, USA;
Rueden et al ., 2016 )对染色后的切片图(
图1 )进行分析处理, 得出以下指标: (1)导管密度(
Vd ), 即单位视野内的导管数量(
Perez-Harguindeguy et al ., 2013 ); (2)导管比例(
Vs )、环管管胞比例(
Tr )、导管壁比例、轴向薄壁组织比例(
APf )、射线组织比例(
RPf )以及纤维组织比例(
Fb ), 其中薄壁组织在次生木质部中是由射线细胞和轴向薄壁细胞两部分活细胞组成(
Morris et al ., 2016a ); (3)相连接两个导管的细胞壁厚度之和(
t )、相连接两个导管长短轴直径平均值(
b )(
Hacke et al ., 2001 )。其中, 导管壁的加固系数为导管壁厚度(
t )与导管直径(
b )的比值。导管壁加固系数与枝条的栓塞脆弱性有很强的相关性,
t /
b 越大, 抗栓塞能力越强(
Hacke et al ., 2001 )。同时, 根据木质部导管结构特征, 计算以下水力相关性状:
图1 新窗口打开 |
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生成PPT 图1菜豆树木质部染色切片(A)和经过人工辨别和绘制 后的木质部组织结构分布图(B)。绿色, 导管管腔; 黄色, 导管壁; 红色, 射线细胞; 蓝色, 轴向薄壁细胞; 紫色, 纤维 细胞。 Fig. 1A stained xylem cross-section image of Radermachera sinica (A), and the same image in which different xylem tissues were manually coded with different colors (B). Green, vessel lumen; Yellow, vessel wall; Red, ray parenchyma; Blue, axial parenchyma; Purple, fibers. (1)导管水力直径(
Dh )的计算公式参照
Tyree和Zimmermann (2002) :
(1) $D h=\sqrt[4]{\frac{\sum_{i=1}^{n} b_{i}^{4}}{n}}$ 式中,
bi 表示单个导管长短轴直径的平均值。
(2)理论导水率(
Kt ), 反映木质部水分运输的效率性, 计算公式参照
Tyree和Zimmermann (2002) :
(2) Kt=$ \frac{\rho \pi }{128 {\eta} } \times Vd \times Dh$4 式中,
Vd 表示导管密度;
Dh 表示导管水力直径;
ρ 表示20 ℃下水的密度998.2 kg·m
-3 ;
η 表示20 ℃下水的黏度1.002 × 10
-9 MPa·s。
1.4 数据分析 全球木本植物木质部组织比例数据从TRY Database (
Kattge et al ., 2020 )下载, 利用R 3.5.0软件进行统计分析。用ggtern软件(
Hamilton & Ferry, 2018 )绘制木论和全球的木质部组织比例三角坐标图; 用stats R软件中的t.test公式分析常绿与落叶树种木质部解剖结构和水力特征的差异显著性; 用factoextra软件的PCA公式做主成分分析。利用smatr R软件中的sma公式通过简化主轴回归分析(
Warton et al ., 2012 )来分析木论和全球树种木质部各组织比例之间的相关性、理论导水率与导管壁加固系数的相关性, 以及落叶与常绿树种直线回归斜率和截距的差异性。所有图用R-package软件的base绘制。
2 结果 2.1 喀斯特树种木质部解剖特征与全球木本植物数据的比较 本研究测定的喀斯特树种木质部轴向薄壁组织比例的种间变异较大(变异系数为54.6%), 最低值为2.6% (大叶紫珠(
Callicarpa macrophylla )), 最高值为31.0% (青冈(
Cyclobalanopsis glauca ))。射线组织比例的变异系数是29.1%, 最小值是8.7% (千里香), 最大值是29.6% (灰岩棒柄花(
Cleidion bracteosum ))。导管组织比例的种间差异相对较小, 变异系数为26.2% (
图2 ; 附录I)。铁榄(
Sinosideroxylon pedunculatum )和青冈的导管周围有环管管胞, 其环管管胞面积分别占木质部横截面积的12.1%和12.6% (
图2 ; 附录II)。与全球木本植物木质部组织比例数据对比分析, 本研究21种喀斯特树种木质部纤维组织和导管组织比例分别为全球数据平均值的87%和90% (
图2 ), 但是这些喀斯特树种的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织, 其平均值是全球数据平均值的4.3倍(
图2 ,
图3A )。
图2 新窗口打开 |
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生成PPT 图2基于TRY Database数据库的全球805种木本植物木质部各组分比例的平均值和广西木论21种喀斯特树种的木质部各组分的比例。 Fig. 2Xylem tissue partitioning of the 21 karst woody species in Mulun, Guangxi, and 805 woody species data downloaded from the TRY Database. 图3 新窗口打开 |
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生成PPT 图3喀斯特树种在全球木质部组织划分谱的位置(A)和木质部各组织比例之间的相关性(B)。●, 喀斯特树种; △, 全球数据(TRY)。 Fb, 纤维组织比例; TPf, 薄壁组织比例; Vs, 导管组织比例。ns, p > 0.05; ***, p < 0.001。 Fig. 3Distributions of the karst woody species in the global xylem partitioning spectrum (A) and relationships among xylem tissue fractions (B). ●, karst woody species; △, global observations from TRY. Fb, fibers fraction; TPf, total parenchyma fraction; Vs, vessels fraction. ns, p > 0.05; ***, p < 0.001. 2.2 喀斯特树种木质部各组分之间的权衡关系 基于全球805种木本植物木质部解剖结构数据, 各组分比例之间存在显著的权衡关系。喀斯特树种木质部各组织比例的相关关系与全球数据的分析结果不完全一致: 喀斯特树种的纤维组织比例与薄壁组织比例存在显著的权衡关系, 但是导管组织比例与纤维组织比例和薄壁组织比例均不存在显著的相关关系(
图3B )。
2.3 喀斯特常绿与落叶树种木质部水力特征的差异 主成分分析结果表明第1轴解释总变异的39%, 与木质部导管的管径(
Dh 、
Vd )相关; 第2轴解释总变异的22%, 与木质部的贮存(
TPf )和水分传导率(
Kt )相关(
图4A )。常绿和落叶树种在第2轴可以显著区分为两个类群, 常绿树种具有较多的轴向薄壁细胞和较低的理论导水率(
p < 0.001;
图4B ; 附录I)。不论常绿树种还是落叶树种, 理论导水率和导管壁加固系数之间均呈显著的负相关关系; 但是这两个植物类群的直线回归方程的截距具有显著差异(
p = 0.002), 即在理论导水率相同情况下, 落叶树种具有更高的导管壁加固系数(
图5 )。
图4 新窗口打开 |
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生成PPT 图4广西木论喀斯特木本植物10个木质部性状(A)和21个树种(B)的主成分分析图。○, 落叶树种; ●, 常绿树种。APf, 轴向薄壁组织比例; Dh, 导管水力直径; Fb, 纤维组织比例; Kt, 理论导水率; RPf, 射线组织比例; t, 相连接两个导管的细胞壁厚度之和; t/b, 导管壁加固系数;TPf, 总的薄壁组织比例; Vd, 导管密度; Vs, 导管组织比例。 Fig. 4Principal component analysis for 10 xylem traits of woody plant (A), and 21 karst woody species (B) in Mulun, Guangxi. ○, deciduous; ●, evergreen. APf, axial parenchyma fraction; Dh, hydraulically-mean vessel diameter; Fb, fiber fraction; Kt, theoretical hydraulic conductivity; RPf, ray parenchyma fraction; t, double wall thickness measured from vessel pairs; t/b, vessel wall reinforcement coefficient; TPf, total parenchyma fraction; Vd, vessel density; Vs, vessel lumen fraction. 图5 新窗口打开 |
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生成PPT 图5广西木论喀斯特21个树种导管壁加固系数(t /b )与理论导水率(Kt )的相关关系的简化主轴回归分析。○: 落叶树种(D), ●: 常绿树种(E)。落叶树种回归方程(灰色): y = -0.31x - 0.67, 常绿树种回归方程(黑色): y = -0.41x - 0.71。**,p < 0.01。 Fig. 5Reduced major axis regression of vessel wall reinforcement coefficient (t/b ) and theoretical hydraulic conductivity (Kt ) of 21 karst woody species in Mulun, Guangxi. ○, deciduous (D); ●, evergreen (E). Linear regression of deciduous species (grey): y = -0.31x - 0.67; linear regression of evergreen species (black): y = -0.41x - 0.71. **, p < 0.01. 3 讨论 3.1 喀斯特树种木质部具有较小的导管水力直径和较大比例的轴向薄壁组织 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 )。已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 )。木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 )。最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 )。以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 )。
本研究中喀斯特21种树种木质部导管水力直径(平均值为44.76 μm)显著地低于全球木本植物的平均值(94.43 μm;
Morris et al ., 2018 )。在西南热带喀斯特森林的研究也发现喀斯特树种的导管直径要显著地低于临近的沟谷雨林树种(
Zhu et al ., 2017 ), 体现了对喀斯特旱生生境的水力适应(
Hacke et al ., 2017 )。与其他树种不同, 青冈和铁榄的木质部导管周围具有直径较小的环管管胞(
图2 ), 而且它们主要分布在喀斯特峰丛洼地上坡更为干旱的生境。同样, 在加利福尼亚南部干旱灌木林(
Hacke, 2015 )和海南红树林(
邓传远等, 2015 )也发现优势树种木质部存在环管管胞。环管管胞本身除了具有水分运输的功能外, 当植物面临水分胁迫时还能够连接被栓塞阻隔的导管, 从而保证了水分运输的安全性(
Carlquist, 2001 )。喀斯特树种的环管管胞的生理作用值得进一步探讨。
3.2 喀斯特树种木质部各组分间的权衡关系 与全球数据的分析结果不同, 喀斯特树种木质部导管组织比例与其他组织比例之间的相关性均不显著(
图3 )。这一结果与加利福尼亚干旱森林树种的研究结果(
Pratt & Jacobsen, 2017 )相似, 可能与这些木本植物具有相对稳定的导管组织比例有关。喀斯特树种木质部纤维组织比例与薄壁组织比例存在显著的权衡关系(
图3 ), 这些树种的木质部倾向于具有较高的薄壁组织比例而不是纤维组织, 它们可能通过提高栓塞修复能力(而非抗栓塞能力)适应干旱(
Pratt & Jacobsen, 2017 ;
Janssen et al ., 2020 ;
Aritsara et al ., 2021 )。较低的纤维组织比例(支撑作用)也从木质部结构的角度解释了为什么中亚热带的喀斯特森林冠层高度要显著低于同区域的亚热带常绿阔叶林(平均林冠高度为28.90 m;
Liu et al ., 2019 )。
3.3 喀斯特落叶与常绿树种木质部解剖和水力特征的差异 本研究发现喀斯特落叶与常绿树种的导管水力直径和导管密度没有显著差异, 但是落叶树种的理论导水率是常绿树种的两倍(附录I)。根据Hagen- Poiseuille定理, 理论导水率与导管直径的4次方成正比, 导管直径的较小差异(喀斯特落叶树种比常绿树种的平均值高25%), 导致理论导水率的较大变化。本研究发现木质部水分运输效率性(理论导水率)与安全性(导管壁加固系数)之间存在权衡关系, 但是落叶与常绿树种具有显著差异: 若导管壁加固系数相同, 落叶树种具有较高的水分运输效率; 如导水率相同, 常绿树种反而具有较低的抗栓塞能力。这与以往研究发现同一森林中常绿植物比落叶植物具有更强的抗栓塞能力的结果相反(
Chen et al ., 2019 ;
Fu et al ., 2012 ), 原因可能在于本研究的喀斯特常绿树种具有丰富的轴向薄壁细胞(附录I), 并不依赖强的抗栓塞能力适应干旱。
通过长期的隔离降雨模拟试验, 结果发现干旱加剧会导致热带季节性森林中落叶植物成分显著增加(
Aguirre-Gutiérrezet al ., 2019 )。在气候变化背景下, 我国亚热带地区呈现显著的干热化趋势(
Qu & Huang, 2018 ;
Yin et al ., 2018 )。由于亚热带喀斯特森林对气候变化的响应较为敏感, 干旱程度的增加将会影响喀斯特森林群落的组成和物种多样性, 并进一步影响森林生态系统的结构和功能。基于喀斯特树种木质部解剖结构和水力特征的研究有助于了解它们对干旱的水力适应, 从而提高对树种动态变化的预测性。
4 结论 本研究揭示了中亚热带喀斯特森林树种木质部普遍具有较高比例的薄壁组织, 表明薄壁组织的贮存和修复能力对维持喀斯特树种木质部的水力安全至关重要。对喀斯特常绿和落叶树种木质部特征的比较结果表明, 落叶树种木质部倾向于提高水分运输效率, 而常绿树种则倾向于投资更多的薄壁组织用于调节水分平衡。结合喀斯特树种木质部功能性状与树种动态变化(生长和死亡)的研究有助于理解喀斯特森林对气候变化的响应。
附录I 21个喀斯特树种的木质部特征(平均值±标准差) Supplement I Xylem characteristics of the 21 karst woody species from Mulun, Guangxi (mean ± SD ) https://www.plant-ecology.com/fileup/1005-264X/PDF/cjpe.2020.0367-S1.pdf 附录II 广西木论21种喀斯特树种的木质部染色切片图 Supplement II Xylem anatomical structure the 21 karst woody species in Mulun, Guangxi https://www.plant-ecology.com/fileup/1005-264X/PDF/cjpe.2020.0367-S2.pdf 致谢 感谢广西大学林学院的宋慧清、曾文豪和 张启伟同学在野外采样和实验测定工作中给予的帮助。
[1] Aguirre-Gutiérrez J Oliveras I Rifai S Fauset S Adu-Bredu S Affum-Baffoe K Baker TR Feldpausch TR Gvozdevaite A Hubau W Kraft NJB Lewis SL Moore S Niinemets Ü Peprah T Phillips OL Ziemińska K Enquist B Malhi Y 2019 ). Drier tropical forests are susceptible to functional changes in response to a long-term droughtEcology Letters, 22, 855 -865 . DOI:
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10.1111/btp.12696 [本文引用: 1] Substantial areas of tropical forests, including those within nine tropical biodiversity hotspots, contain karst landscapes that have developed on soluble carbonate rocks. Here, we review how the ecology of karst forest trees is influenced by hydrological, edaphic, and topographic factors that exhibit fine spatial heterogeneity. Comparative analysis of drought tolerance traits including wood density contributes to the assessment of whether karst tree species are more drought-tolerant compared to non-karst trees. Although karst ecosystems are generally considered to have low phosphorus availability, foliar nitrogen-to-phosphorus ratios exhibit wide variation across karst regions without a clear difference from non-karst ecosystems. According to the analyses of leaf phenology, stem water storage, and isotopic signatures from xylem sap, water use strategies of karst trees can be classified into five types: (a) soil water dependent, (b) epikarst water dependent (mainly use water stored in fine pores and gaps within the epikarst rock during the dry season), (c) groundwater dependent, (d) fog water dependent, and (e) drought-deciduous (shed leaves during the dry season). Overall, published data suggest that only a subset of karst tree species are exclusively distributed within karst hilltops where water availability is limited. The diverse resource acquisition and utilization strategies of karst plants across edaphic habitats must be considered when developing effective strategies to conserve and restore biodiversity in karst landscapes, which are under increasing anthropogenic pressure.
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19726217 [本文引用: 1] Embolism results in a dramatic loss of xylem hydraulic transport capacity that can lead to decreased plant productivity and even death. The ability to refill embolized conduits despite the presence of tension in the xylem seems to be widespread, but how this occurs is not known. To promote discussion and future research on this topic, we describe how we believe refilling under tension might take place. Our scenario includes: (i) an osmotic role for low-molecular weight sugars; (ii) an apoplastic sugar-sensing mechanism to activate refilling; (iii) the contribution of vapor transport in both the influx of water and removal of entrapped gases; and (iv) the need for a mechanism that can synchronize reconnection to the transpiration stream through multiple bordered pits.
Drier tropical forests are susceptible to functional changes in response to a long-term drought
1
2019
... 通过长期的隔离降雨模拟试验, 结果发现干旱加剧会导致热带季节性森林中落叶植物成分显著增加(
Aguirre-Gutiérrezet al ., 2019 ).在气候变化背景下, 我国亚热带地区呈现显著的干热化趋势(
Qu & Huang, 2018 ;
Yin et al ., 2018 ).由于亚热带喀斯特森林对气候变化的响应较为敏感, 干旱程度的增加将会影响喀斯特森林群落的组成和物种多样性, 并进一步影响森林生态系统的结构和功能.基于喀斯特树种木质部解剖结构和水力特征的研究有助于了解它们对干旱的水力适应, 从而提高对树种动态变化的预测性. ...
Increasing axial parenchyma fraction in the Malagasy Magnoliids facilitated the co-optimization of hydraulic efficiency and safety
1
2021
... 与全球数据的分析结果不同, 喀斯特树种木质部导管组织比例与其他组织比例之间的相关性均不显著(
图3 ).这一结果与加利福尼亚干旱森林树种的研究结果(
Pratt & Jacobsen, 2017 )相似, 可能与这些木本植物具有相对稳定的导管组织比例有关.喀斯特树种木质部纤维组织比例与薄壁组织比例存在显著的权衡关系(
图3 ), 这些树种的木质部倾向于具有较高的薄壁组织比例而不是纤维组织, 它们可能通过提高栓塞修复能力(而非抗栓塞能力)适应干旱(
Pratt & Jacobsen, 2017 ;
Janssen et al ., 2020 ;
Aritsara et al ., 2021 ).较低的纤维组织比例(支撑作用)也从木质部结构的角度解释了为什么中亚热带的喀斯特森林冠层高度要显著低于同区域的亚热带常绿阔叶林(平均林冠高度为28.90 m;
Liu et al ., 2019 ). ...
A new method to obtain good anatomical slides of heterogeneous plant parts
1
2010
... 将采回的新鲜枝条放入贴好标签的离心管中, 用FAA溶液固定一周后, 将样品固定在滑走切片机(Leica SM2010R, Leica, Nusslock, Germany)的凹槽进行横切, 切片厚度为25 μm, 用乙酸乙酯溶解泡沫(聚苯乙烯)的混合液涂抹样品切面防止切片变形(
Barbosa et al ., 2010 ), 用鸡蛋清和甘油的混合液把切片粘在载玻片上, 再用番红溶液和阿利新蓝溶液染色, 依次经过浓度为40%、70%、90%、100%的酒精脱水后用加拿大树胶固定.利用光学显微镜(Leica DM 3000, Leica, Wetzlar, Germany)观察并对木质部横切面(边材)进行拍照.每个个体制作2个切片, 每个切片分别在10、20、40倍镜下随机拍摄4个视野. ...
热带岩溶植物生理生态适应性对于南方石漠化土地生态重建的启示
1
2014
... 我国西南喀斯特是世界喀斯特连片分布面积最大的区域, 总面积超过55万km
2 , 主要集中在广西、贵州和云南等省区(
宋同清, 2015 ).其中, 广西喀斯特分布面积达9.7万km
2 , 喀斯特地貌富有特色(
蒋忠诚等, 2007 ).由于广西地处云贵高原的东南缘、南临北部湾, 受热带亚热带季风气候影响, 高温多雨, 岩溶作用强烈, 喀斯特地貌以峰丛洼地、峰丛谷地为主(
袁道先, 1992 ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
热带岩溶植物生理生态适应性对于南方石漠化土地生态重建的启示
1
2014
... 我国西南喀斯特是世界喀斯特连片分布面积最大的区域, 总面积超过55万km
2 , 主要集中在广西、贵州和云南等省区(
宋同清, 2015 ).其中, 广西喀斯特分布面积达9.7万km
2 , 喀斯特地貌富有特色(
蒋忠诚等, 2007 ).由于广西地处云贵高原的东南缘、南临北部湾, 受热带亚热带季风气候影响, 高温多雨, 岩溶作用强烈, 喀斯特地貌以峰丛洼地、峰丛谷地为主(
袁道先, 1992 ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
Increasing leaf
δ 13 C values of woody plants in response to water stress induced by tunnel excavation in a karst trough valley: implication for improving water-use efficiency
1
2020
... 由于喀斯特生境的水分有效性低, 喀斯特森林植物具有明显的旱生性特点(
彭晚霞等, 2008 ).喀斯特植物的生理生态适应性, 尤其是水分生理研究受到广泛关注(
Wang et al ., 2018 ;
Chen et al ., 2019 ).研究表明喀斯特树种可以通过较强的生理调整能力适应水分亏缺(
Cao et al ., 2020 ), 或通过发达的根系扩大水分来源(
Geekiyanage et al ., 2019 ).前期基于中亚热带喀斯特地区的喀斯特木本植物脆弱性曲线分析发现喀斯特树种抗栓塞能力并不高于同区域的非喀斯特森林树种(
Fan et al ., 2011 ;
谭凤森等, 2019 ).另外, 研究发现植物薄壁细胞比例高的其非结构性碳水化合物含量高(
Plavcováet al ., 2016 ;
Pratt & Jacobsen, 2017 ), 可能高的薄壁细胞比例在抗旱性方面发挥作用(
Tomasella et al ., 2019 ).因此研究喀斯特树木的木质部结构特征有助于理解喀斯特植物的干旱适应性. ...
Living cells in wood 3. Overview; Functional anatomy of the parenchyma network
1
2018
... 木本植物木质部主要由导管(或管胞)、纤维和薄壁细胞组成, 各自执行不同的功能: 导管(或管胞)负责水分和无机离子的运输; 薄壁组织负责水和碳水化合物的储存; 纤维主要负责机械支持(
Hacke & Sperry, 2001 ;
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ).木质部不同组织相互联系, 形成有机整体, 为植物体正常有序的生理过程提供保障(
周朝彬等, 2016 ).由于木质部空间(横截面积)限制, 导管组织、纤维组织、薄壁细胞组织的比例存在权衡关系, 即分配给某一组织较多的空间, 会减少其他组织的可用空间(
Pratt & Jacobsen, 2017 ).木质部组织分配的最优化有助于木质部发挥其最大的功能(
Carlquist, 2018 ), 体现了其对生存环境的适应(
Godfrey et al ., 2020 ). ...
Comparative Wood Anatomy 1
2001
... 本研究中喀斯特21种树种木质部导管水力直径(平均值为44.76 μm)显著地低于全球木本植物的平均值(94.43 μm;
Morris et al ., 2018 ).在西南热带喀斯特森林的研究也发现喀斯特树种的导管直径要显著地低于临近的沟谷雨林树种(
Zhu et al ., 2017 ), 体现了对喀斯特旱生生境的水力适应(
Hacke et al ., 2017 ).与其他树种不同, 青冈和铁榄的木质部导管周围具有直径较小的环管管胞(
图2 ), 而且它们主要分布在喀斯特峰丛洼地上坡更为干旱的生境.同样, 在加利福尼亚南部干旱灌木林(
Hacke, 2015 )和海南红树林(
邓传远等, 2015 )也发现优势树种木质部存在环管管胞.环管管胞本身除了具有水分运输的功能外, 当植物面临水分胁迫时还能够连接被栓塞阻隔的导管, 从而保证了水分运输的安全性(
Carlquist, 2001 ).喀斯特树种的环管管胞的生理作用值得进一步探讨. ...
岩溶山区水分时空异质性及植物适应机理研究进展
1
2013
... 我国西南喀斯特是世界喀斯特连片分布面积最大的区域, 总面积超过55万km
2 , 主要集中在广西、贵州和云南等省区(
宋同清, 2015 ).其中, 广西喀斯特分布面积达9.7万km
2 , 喀斯特地貌富有特色(
蒋忠诚等, 2007 ).由于广西地处云贵高原的东南缘、南临北部湾, 受热带亚热带季风气候影响, 高温多雨, 岩溶作用强烈, 喀斯特地貌以峰丛洼地、峰丛谷地为主(
袁道先, 1992 ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
岩溶山区水分时空异质性及植物适应机理研究进展
1
2013
... 我国西南喀斯特是世界喀斯特连片分布面积最大的区域, 总面积超过55万km
2 , 主要集中在广西、贵州和云南等省区(
宋同清, 2015 ).其中, 广西喀斯特分布面积达9.7万km
2 , 喀斯特地貌富有特色(
蒋忠诚等, 2007 ).由于广西地处云贵高原的东南缘、南临北部湾, 受热带亚热带季风气候影响, 高温多雨, 岩溶作用强烈, 喀斯特地貌以峰丛洼地、峰丛谷地为主(
袁道先, 1992 ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
Prediction of temperate broadleaf tree species mortality in arid limestone habitats with stomatal safety margins
2
2019
... 由于喀斯特生境的水分有效性低, 喀斯特森林植物具有明显的旱生性特点(
彭晚霞等, 2008 ).喀斯特植物的生理生态适应性, 尤其是水分生理研究受到广泛关注(
Wang et al ., 2018 ;
Chen et al ., 2019 ).研究表明喀斯特树种可以通过较强的生理调整能力适应水分亏缺(
Cao et al ., 2020 ), 或通过发达的根系扩大水分来源(
Geekiyanage et al ., 2019 ).前期基于中亚热带喀斯特地区的喀斯特木本植物脆弱性曲线分析发现喀斯特树种抗栓塞能力并不高于同区域的非喀斯特森林树种(
Fan et al ., 2011 ;
谭凤森等, 2019 ).另外, 研究发现植物薄壁细胞比例高的其非结构性碳水化合物含量高(
Plavcováet al ., 2016 ;
Pratt & Jacobsen, 2017 ), 可能高的薄壁细胞比例在抗旱性方面发挥作用(
Tomasella et al ., 2019 ).因此研究喀斯特树木的木质部结构特征有助于理解喀斯特植物的干旱适应性. ...
... 本研究发现喀斯特落叶与常绿树种的导管水力直径和导管密度没有显著差异, 但是落叶树种的理论导水率是常绿树种的两倍(附录I).根据Hagen- Poiseuille定理, 理论导水率与导管直径的4次方成正比, 导管直径的较小差异(喀斯特落叶树种比常绿树种的平均值高25%), 导致理论导水率的较大变化.本研究发现木质部水分运输效率性(理论导水率)与安全性(导管壁加固系数)之间存在权衡关系, 但是落叶与常绿树种具有显著差异: 若导管壁加固系数相同, 落叶树种具有较高的水分运输效率; 如导水率相同, 常绿树种反而具有较低的抗栓塞能力.这与以往研究发现同一森林中常绿植物比落叶植物具有更强的抗栓塞能力的结果相反(
Chen et al ., 2019 ;
Fu et al ., 2012 ), 原因可能在于本研究的喀斯特常绿树种具有丰富的轴向薄壁细胞(附录I), 并不依赖强的抗栓塞能力适应干旱. ...
Tradeoff between storage capacity and embolism resistance in the xylem of temperate broadleaf tree species
1
2020
... 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 ).已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 ).木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 ).最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 ).以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 ). ...
Hydraulic architecture of deciduous and evergreen dry rainforest tree species from north-eastern Australia
1
2005
... 广西木论喀斯特位于西南喀斯特的核心区域, 保存有连片面积最大、原生性较强的喀斯特森林(
刘璐等, 2012 ).顶极群落类型为中亚热带常绿落叶阔叶混交林; 与同区域的非喀斯特森林相比, 落叶树种的比例较高.落叶与常绿植物的生理生态特征具有显著差异; 基于木质部结构方面的研究表明落叶植物具有较低的木材密度、较小的导管密度以及较大的导管直径(
Choat et al ., 2005 ).本研究选取木论喀斯特常绿落叶阔叶混交林21种典型树种(包括11种常绿树种和10种落叶树种), 测定枝条木质部解剖结构并计算相关水力功能性状.主要研究以下3个问题: (1)与全球数据相比, 喀斯特树种木质部解剖结构特征有何特殊性? (2)喀斯特树种木质部各组分之间是否具有显著的权衡关系? (3)喀斯特落叶与常绿树种的木质部结构和水力特征有何差异? ...
红海榄木材结构的生态解剖
1
2015
... 本研究中喀斯特21种树种木质部导管水力直径(平均值为44.76 μm)显著地低于全球木本植物的平均值(94.43 μm;
Morris et al ., 2018 ).在西南热带喀斯特森林的研究也发现喀斯特树种的导管直径要显著地低于临近的沟谷雨林树种(
Zhu et al ., 2017 ), 体现了对喀斯特旱生生境的水力适应(
Hacke et al ., 2017 ).与其他树种不同, 青冈和铁榄的木质部导管周围具有直径较小的环管管胞(
图2 ), 而且它们主要分布在喀斯特峰丛洼地上坡更为干旱的生境.同样, 在加利福尼亚南部干旱灌木林(
Hacke, 2015 )和海南红树林(
邓传远等, 2015 )也发现优势树种木质部存在环管管胞.环管管胞本身除了具有水分运输的功能外, 当植物面临水分胁迫时还能够连接被栓塞阻隔的导管, 从而保证了水分运输的安全性(
Carlquist, 2001 ).喀斯特树种的环管管胞的生理作用值得进一步探讨. ...
红海榄木材结构的生态解剖
1
2015
... 本研究中喀斯特21种树种木质部导管水力直径(平均值为44.76 μm)显著地低于全球木本植物的平均值(94.43 μm;
Morris et al ., 2018 ).在西南热带喀斯特森林的研究也发现喀斯特树种的导管直径要显著地低于临近的沟谷雨林树种(
Zhu et al ., 2017 ), 体现了对喀斯特旱生生境的水力适应(
Hacke et al ., 2017 ).与其他树种不同, 青冈和铁榄的木质部导管周围具有直径较小的环管管胞(
图2 ), 而且它们主要分布在喀斯特峰丛洼地上坡更为干旱的生境.同样, 在加利福尼亚南部干旱灌木林(
Hacke, 2015 )和海南红树林(
邓传远等, 2015 )也发现优势树种木质部存在环管管胞.环管管胞本身除了具有水分运输的功能外, 当植物面临水分胁迫时还能够连接被栓塞阻隔的导管, 从而保证了水分运输的安全性(
Carlquist, 2001 ).喀斯特树种的环管管胞的生理作用值得进一步探讨. ...
The trade-off between safety and efficiency in hydraulic architecture in 31 woody species in a karst area
2
2011
... 由于喀斯特生境的水分有效性低, 喀斯特森林植物具有明显的旱生性特点(
彭晚霞等, 2008 ).喀斯特植物的生理生态适应性, 尤其是水分生理研究受到广泛关注(
Wang et al ., 2018 ;
Chen et al ., 2019 ).研究表明喀斯特树种可以通过较强的生理调整能力适应水分亏缺(
Cao et al ., 2020 ), 或通过发达的根系扩大水分来源(
Geekiyanage et al ., 2019 ).前期基于中亚热带喀斯特地区的喀斯特木本植物脆弱性曲线分析发现喀斯特树种抗栓塞能力并不高于同区域的非喀斯特森林树种(
Fan et al ., 2011 ;
谭凤森等, 2019 ).另外, 研究发现植物薄壁细胞比例高的其非结构性碳水化合物含量高(
Plavcováet al ., 2016 ;
Pratt & Jacobsen, 2017 ), 可能高的薄壁细胞比例在抗旱性方面发挥作用(
Tomasella et al ., 2019 ).因此研究喀斯特树木的木质部结构特征有助于理解喀斯特植物的干旱适应性. ...
... 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 ).已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 ).木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 ).最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 ).以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 ). ...
Stem hydraulic traits and leaf water-stress tolerance are co-ordinated with the leaf phenology of angiosperm trees in an Asian tropical dry karst forest
1
2012
... 本研究发现喀斯特落叶与常绿树种的导管水力直径和导管密度没有显著差异, 但是落叶树种的理论导水率是常绿树种的两倍(附录I).根据Hagen- Poiseuille定理, 理论导水率与导管直径的4次方成正比, 导管直径的较小差异(喀斯特落叶树种比常绿树种的平均值高25%), 导致理论导水率的较大变化.本研究发现木质部水分运输效率性(理论导水率)与安全性(导管壁加固系数)之间存在权衡关系, 但是落叶与常绿树种具有显著差异: 若导管壁加固系数相同, 落叶树种具有较高的水分运输效率; 如导水率相同, 常绿树种反而具有较低的抗栓塞能力.这与以往研究发现同一森林中常绿植物比落叶植物具有更强的抗栓塞能力的结果相反(
Chen et al ., 2019 ;
Fu et al ., 2012 ), 原因可能在于本研究的喀斯特常绿树种具有丰富的轴向薄壁细胞(附录I), 并不依赖强的抗栓塞能力适应干旱. ...
Plant ecology of tropical and subtropical karst ecosystems
1
2019
... 由于喀斯特生境的水分有效性低, 喀斯特森林植物具有明显的旱生性特点(
彭晚霞等, 2008 ).喀斯特植物的生理生态适应性, 尤其是水分生理研究受到广泛关注(
Wang et al ., 2018 ;
Chen et al ., 2019 ).研究表明喀斯特树种可以通过较强的生理调整能力适应水分亏缺(
Cao et al ., 2020 ), 或通过发达的根系扩大水分来源(
Geekiyanage et al ., 2019 ).前期基于中亚热带喀斯特地区的喀斯特木本植物脆弱性曲线分析发现喀斯特树种抗栓塞能力并不高于同区域的非喀斯特森林树种(
Fan et al ., 2011 ;
谭凤森等, 2019 ).另外, 研究发现植物薄壁细胞比例高的其非结构性碳水化合物含量高(
Plavcováet al ., 2016 ;
Pratt & Jacobsen, 2017 ), 可能高的薄壁细胞比例在抗旱性方面发挥作用(
Tomasella et al ., 2019 ).因此研究喀斯特树木的木质部结构特征有助于理解喀斯特植物的干旱适应性. ...
Ray fractions and carbohydrate dynamics of tree species along a 2750 m elevation gradient indicate climate response, not spatial storage limitation
1
2020
... 木本植物木质部主要由导管(或管胞)、纤维和薄壁细胞组成, 各自执行不同的功能: 导管(或管胞)负责水分和无机离子的运输; 薄壁组织负责水和碳水化合物的储存; 纤维主要负责机械支持(
Hacke & Sperry, 2001 ;
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ).木质部不同组织相互联系, 形成有机整体, 为植物体正常有序的生理过程提供保障(
周朝彬等, 2016 ).由于木质部空间(横截面积)限制, 导管组织、纤维组织、薄壁细胞组织的比例存在权衡关系, 即分配给某一组织较多的空间, 会减少其他组织的可用空间(
Pratt & Jacobsen, 2017 ).木质部组织分配的最优化有助于木质部发挥其最大的功能(
Carlquist, 2018 ), 体现了其对生存环境的适应(
Godfrey et al ., 2020 ). ...
Functional and Ecological Xylem Anatomy
1
2015
... 本研究中喀斯特21种树种木质部导管水力直径(平均值为44.76 μm)显著地低于全球木本植物的平均值(94.43 μm;
Morris et al ., 2018 ).在西南热带喀斯特森林的研究也发现喀斯特树种的导管直径要显著地低于临近的沟谷雨林树种(
Zhu et al ., 2017 ), 体现了对喀斯特旱生生境的水力适应(
Hacke et al ., 2017 ).与其他树种不同, 青冈和铁榄的木质部导管周围具有直径较小的环管管胞(
图2 ), 而且它们主要分布在喀斯特峰丛洼地上坡更为干旱的生境.同样, 在加利福尼亚南部干旱灌木林(
Hacke, 2015 )和海南红树林(
邓传远等, 2015 )也发现优势树种木质部存在环管管胞.环管管胞本身除了具有水分运输的功能外, 当植物面临水分胁迫时还能够连接被栓塞阻隔的导管, 从而保证了水分运输的安全性(
Carlquist, 2001 ).喀斯特树种的环管管胞的生理作用值得进一步探讨. ...
Functional and ecological xylem anatomy
2
2001
... 利用ImageJ 1.52软件(www.imagej.nih.gov, USA;
Rueden et al ., 2016 )对染色后的切片图(
图1 )进行分析处理, 得出以下指标: (1)导管密度(
Vd ), 即单位视野内的导管数量(
Perez-Harguindeguy et al ., 2013 ); (2)导管比例(
Vs )、环管管胞比例(
Tr )、导管壁比例、轴向薄壁组织比例(
APf )、射线组织比例(
RPf )以及纤维组织比例(
Fb ), 其中薄壁组织在次生木质部中是由射线细胞和轴向薄壁细胞两部分活细胞组成(
Morris et al ., 2016a ); (3)相连接两个导管的细胞壁厚度之和(
t )、相连接两个导管长短轴直径平均值(
b )(
Hacke et al ., 2001 ).其中, 导管壁的加固系数为导管壁厚度(
t )与导管直径(
b )的比值.导管壁加固系数与枝条的栓塞脆弱性有很强的相关性,
t /
b 越大, 抗栓塞能力越强(
Hacke et al ., 2001 ).同时, 根据木质部导管结构特征, 计算以下水力相关性状: ...
... 越大, 抗栓塞能力越强(
Hacke et al ., 2001 ).同时, 根据木质部导管结构特征, 计算以下水力相关性状: ...
Trends in wood density and structure are linked to prevention of xylem implosion by negative pressure
1
2001
... 木本植物木质部主要由导管(或管胞)、纤维和薄壁细胞组成, 各自执行不同的功能: 导管(或管胞)负责水分和无机离子的运输; 薄壁组织负责水和碳水化合物的储存; 纤维主要负责机械支持(
Hacke & Sperry, 2001 ;
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ).木质部不同组织相互联系, 形成有机整体, 为植物体正常有序的生理过程提供保障(
周朝彬等, 2016 ).由于木质部空间(横截面积)限制, 导管组织、纤维组织、薄壁细胞组织的比例存在权衡关系, 即分配给某一组织较多的空间, 会减少其他组织的可用空间(
Pratt & Jacobsen, 2017 ).木质部组织分配的最优化有助于木质部发挥其最大的功能(
Carlquist, 2018 ), 体现了其对生存环境的适应(
Godfrey et al ., 2020 ). ...
An ecophysiological and developmental perspective on variation in vessel diameter
1
2017
... 本研究中喀斯特21种树种木质部导管水力直径(平均值为44.76 μm)显著地低于全球木本植物的平均值(94.43 μm;
Morris et al ., 2018 ).在西南热带喀斯特森林的研究也发现喀斯特树种的导管直径要显著地低于临近的沟谷雨林树种(
Zhu et al ., 2017 ), 体现了对喀斯特旱生生境的水力适应(
Hacke et al ., 2017 ).与其他树种不同, 青冈和铁榄的木质部导管周围具有直径较小的环管管胞(
图2 ), 而且它们主要分布在喀斯特峰丛洼地上坡更为干旱的生境.同样, 在加利福尼亚南部干旱灌木林(
Hacke, 2015 )和海南红树林(
邓传远等, 2015 )也发现优势树种木质部存在环管管胞.环管管胞本身除了具有水分运输的功能外, 当植物面临水分胁迫时还能够连接被栓塞阻隔的导管, 从而保证了水分运输的安全性(
Carlquist, 2001 ).喀斯特树种的环管管胞的生理作用值得进一步探讨. ...
Ggtern: Ternary Diagrams Using ggplot2
1
2018
... 全球木本植物木质部组织比例数据从TRY Database (
Kattge et al ., 2020 )下载, 利用R 3.5.0软件进行统计分析.用ggtern软件(
Hamilton & Ferry, 2018 )绘制木论和全球的木质部组织比例三角坐标图; 用stats R软件中的t.test公式分析常绿与落叶树种木质部解剖结构和水力特征的差异显著性; 用factoextra软件的PCA公式做主成分分析.利用smatr R软件中的sma公式通过简化主轴回归分析(
Warton et al ., 2012 )来分析木论和全球树种木质部各组织比例之间的相关性、理论导水率与导管壁加固系数的相关性, 以及落叶与常绿树种直线回归斜率和截距的差异性.所有图用R-package软件的base绘制. ...
喀斯特人地系统研究
1
2014
... 我国西南喀斯特是世界喀斯特连片分布面积最大的区域, 总面积超过55万km
2 , 主要集中在广西、贵州和云南等省区(
宋同清, 2015 ).其中, 广西喀斯特分布面积达9.7万km
2 , 喀斯特地貌富有特色(
蒋忠诚等, 2007 ).由于广西地处云贵高原的东南缘、南临北部湾, 受热带亚热带季风气候影响, 高温多雨, 岩溶作用强烈, 喀斯特地貌以峰丛洼地、峰丛谷地为主(
袁道先, 1992 ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
喀斯特人地系统研究
1
2014
... 我国西南喀斯特是世界喀斯特连片分布面积最大的区域, 总面积超过55万km
2 , 主要集中在广西、贵州和云南等省区(
宋同清, 2015 ).其中, 广西喀斯特分布面积达9.7万km
2 , 喀斯特地貌富有特色(
蒋忠诚等, 2007 ).由于广西地处云贵高原的东南缘、南临北部湾, 受热带亚热带季风气候影响, 高温多雨, 岩溶作用强烈, 喀斯特地貌以峰丛洼地、峰丛谷地为主(
袁道先, 1992 ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
Wood allocation trade-offs between fiber wall, fiber lumen, and axial parenchyma drive drought resistance in neotropical trees
1
2020
... 与全球数据的分析结果不同, 喀斯特树种木质部导管组织比例与其他组织比例之间的相关性均不显著(
图3 ).这一结果与加利福尼亚干旱森林树种的研究结果(
Pratt & Jacobsen, 2017 )相似, 可能与这些木本植物具有相对稳定的导管组织比例有关.喀斯特树种木质部纤维组织比例与薄壁组织比例存在显著的权衡关系(
图3 ), 这些树种的木质部倾向于具有较高的薄壁组织比例而不是纤维组织, 它们可能通过提高栓塞修复能力(而非抗栓塞能力)适应干旱(
Pratt & Jacobsen, 2017 ;
Janssen et al ., 2020 ;
Aritsara et al ., 2021 ).较低的纤维组织比例(支撑作用)也从木质部结构的角度解释了为什么中亚热带的喀斯特森林冠层高度要显著低于同区域的亚热带常绿阔叶林(平均林冠高度为28.90 m;
Liu et al ., 2019 ). ...
岩溶峰丛洼地生态重建
1
2007
... 我国西南喀斯特是世界喀斯特连片分布面积最大的区域, 总面积超过55万km
2 , 主要集中在广西、贵州和云南等省区(
宋同清, 2015 ).其中, 广西喀斯特分布面积达9.7万km
2 , 喀斯特地貌富有特色(
蒋忠诚等, 2007 ).由于广西地处云贵高原的东南缘、南临北部湾, 受热带亚热带季风气候影响, 高温多雨, 岩溶作用强烈, 喀斯特地貌以峰丛洼地、峰丛谷地为主(
袁道先, 1992 ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
岩溶峰丛洼地生态重建
1
2007
... 我国西南喀斯特是世界喀斯特连片分布面积最大的区域, 总面积超过55万km
2 , 主要集中在广西、贵州和云南等省区(
宋同清, 2015 ).其中, 广西喀斯特分布面积达9.7万km
2 , 喀斯特地貌富有特色(
蒋忠诚等, 2007 ).由于广西地处云贵高原的东南缘、南临北部湾, 受热带亚热带季风气候影响, 高温多雨, 岩溶作用强烈, 喀斯特地貌以峰丛洼地、峰丛谷地为主(
袁道先, 1992 ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
TRY plant trait database—Enhanced coverage and open access
1
2020
... 全球木本植物木质部组织比例数据从TRY Database (
Kattge et al ., 2020 )下载, 利用R 3.5.0软件进行统计分析.用ggtern软件(
Hamilton & Ferry, 2018 )绘制木论和全球的木质部组织比例三角坐标图; 用stats R软件中的t.test公式分析常绿与落叶树种木质部解剖结构和水力特征的差异显著性; 用factoextra软件的PCA公式做主成分分析.利用smatr R软件中的sma公式通过简化主轴回归分析(
Warton et al ., 2012 )来分析木论和全球树种木质部各组织比例之间的相关性、理论导水率与导管壁加固系数的相关性, 以及落叶与常绿树种直线回归斜率和截距的差异性.所有图用R-package软件的base绘制. ...
Hydraulic traits are coordinated with maximum plant height at the global scale
1
2019
... 与全球数据的分析结果不同, 喀斯特树种木质部导管组织比例与其他组织比例之间的相关性均不显著(
图3 ).这一结果与加利福尼亚干旱森林树种的研究结果(
Pratt & Jacobsen, 2017 )相似, 可能与这些木本植物具有相对稳定的导管组织比例有关.喀斯特树种木质部纤维组织比例与薄壁组织比例存在显著的权衡关系(
图3 ), 这些树种的木质部倾向于具有较高的薄壁组织比例而不是纤维组织, 它们可能通过提高栓塞修复能力(而非抗栓塞能力)适应干旱(
Pratt & Jacobsen, 2017 ;
Janssen et al ., 2020 ;
Aritsara et al ., 2021 ).较低的纤维组织比例(支撑作用)也从木质部结构的角度解释了为什么中亚热带的喀斯特森林冠层高度要显著低于同区域的亚热带常绿阔叶林(平均林冠高度为28.90 m;
Liu et al ., 2019 ). ...
木论喀斯特自然保护区土壤微生物生物量的空间格局
2
2012
... 广西木论喀斯特位于西南喀斯特的核心区域, 保存有连片面积最大、原生性较强的喀斯特森林(
刘璐等, 2012 ).顶极群落类型为中亚热带常绿落叶阔叶混交林; 与同区域的非喀斯特森林相比, 落叶树种的比例较高.落叶与常绿植物的生理生态特征具有显著差异; 基于木质部结构方面的研究表明落叶植物具有较低的木材密度、较小的导管密度以及较大的导管直径(
Choat et al ., 2005 ).本研究选取木论喀斯特常绿落叶阔叶混交林21种典型树种(包括11种常绿树种和10种落叶树种), 测定枝条木质部解剖结构并计算相关水力功能性状.主要研究以下3个问题: (1)与全球数据相比, 喀斯特树种木质部解剖结构特征有何特殊性? (2)喀斯特树种木质部各组分之间是否具有显著的权衡关系? (3)喀斯特落叶与常绿树种的木质部结构和水力特征有何差异? ...
... 论国家级自然保护区的永久性监测样地(25.15° N, 108.04° E), 海拔420 m.受季风气候影响, 该样地年平均气温19.2 ℃, 年降水量1 529.2 mm; 雨季为4-8月, 降水量占全年的73.7% (
刘璐等, 2012 ).森林群落类型为中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林, 样地面积为1 hm
2 (100 m × 100 m), 东南向; 处于喀斯特峰丛洼地中上坡, 平均坡度约27°, 岩石裸露率80%-90% (
郑颖吾, 1999 ).样地共有物种44科73属95种; 重要值靠前的树种为青檀(
Pteroceltis tatarinowii )、广西密花树(
Myrsine kwangsiensis )、千里香(
Murra ya
paniculata )和菜豆树(
Radermachera sinica )等.土壤以石灰土为主, 有机碳含量为15-24 g·kg
-1 (
刘淑娟等, 2010 ;
宋同清, 2015 ). ...
木论喀斯特自然保护区土壤微生物生物量的空间格局
2
2012
... 广西木论喀斯特位于西南喀斯特的核心区域, 保存有连片面积最大、原生性较强的喀斯特森林(
刘璐等, 2012 ).顶极群落类型为中亚热带常绿落叶阔叶混交林; 与同区域的非喀斯特森林相比, 落叶树种的比例较高.落叶与常绿植物的生理生态特征具有显著差异; 基于木质部结构方面的研究表明落叶植物具有较低的木材密度、较小的导管密度以及较大的导管直径(
Choat et al ., 2005 ).本研究选取木论喀斯特常绿落叶阔叶混交林21种典型树种(包括11种常绿树种和10种落叶树种), 测定枝条木质部解剖结构并计算相关水力功能性状.主要研究以下3个问题: (1)与全球数据相比, 喀斯特树种木质部解剖结构特征有何特殊性? (2)喀斯特树种木质部各组分之间是否具有显著的权衡关系? (3)喀斯特落叶与常绿树种的木质部结构和水力特征有何差异? ...
... 论国家级自然保护区的永久性监测样地(25.15° N, 108.04° E), 海拔420 m.受季风气候影响, 该样地年平均气温19.2 ℃, 年降水量1 529.2 mm; 雨季为4-8月, 降水量占全年的73.7% (
刘璐等, 2012 ).森林群落类型为中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林, 样地面积为1 hm
2 (100 m × 100 m), 东南向; 处于喀斯特峰丛洼地中上坡, 平均坡度约27°, 岩石裸露率80%-90% (
郑颖吾, 1999 ).样地共有物种44科73属95种; 重要值靠前的树种为青檀(
Pteroceltis tatarinowii )、广西密花树(
Myrsine kwangsiensis )、千里香(
Murra ya
paniculata )和菜豆树(
Radermachera sinica )等.土壤以石灰土为主, 有机碳含量为15-24 g·kg
-1 (
刘淑娟等, 2010 ;
宋同清, 2015 ). ...
桂西北喀斯特峰丛洼地土壤物理性质的时空分异及成因
1
2010
... 论国家级自然保护区的永久性监测样地(25.15° N, 108.04° E), 海拔420 m.受季风气候影响, 该样地年平均气温19.2 ℃, 年降水量1 529.2 mm; 雨季为4-8月, 降水量占全年的73.7% (
刘璐等, 2012 ).森林群落类型为中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林, 样地面积为1 hm
2 (100 m × 100 m), 东南向; 处于喀斯特峰丛洼地中上坡, 平均坡度约27°, 岩石裸露率80%-90% (
郑颖吾, 1999 ).样地共有物种44科73属95种; 重要值靠前的树种为青檀(
Pteroceltis tatarinowii )、广西密花树(
Myrsine kwangsiensis )、千里香(
Murra ya
paniculata )和菜豆树(
Radermachera sinica )等.土壤以石灰土为主, 有机碳含量为15-24 g·kg
-1 (
刘淑娟等, 2010 ;
宋同清, 2015 ). ...
桂西北喀斯特峰丛洼地土壤物理性质的时空分异及成因
1
2010
... 论国家级自然保护区的永久性监测样地(25.15° N, 108.04° E), 海拔420 m.受季风气候影响, 该样地年平均气温19.2 ℃, 年降水量1 529.2 mm; 雨季为4-8月, 降水量占全年的73.7% (
刘璐等, 2012 ).森林群落类型为中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林, 样地面积为1 hm
2 (100 m × 100 m), 东南向; 处于喀斯特峰丛洼地中上坡, 平均坡度约27°, 岩石裸露率80%-90% (
郑颖吾, 1999 ).样地共有物种44科73属95种; 重要值靠前的树种为青檀(
Pteroceltis tatarinowii )、广西密花树(
Myrsine kwangsiensis )、千里香(
Murra ya
paniculata )和菜豆树(
Radermachera sinica )等.土壤以石灰土为主, 有机碳含量为15-24 g·kg
-1 (
刘淑娟等, 2010 ;
宋同清, 2015 ). ...
A dynamic yet vulnerable pipeline: integration and coordination of hydraulic traits across whole plants
1
2019
... 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 ).已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 ).木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 ).最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 ).以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 ). ...
Xylem hydraulic safety margins in woody plants: coordination of stomatal control of xylem tension with hydraulic capacitance
1
2009
... 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 ).已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 ).木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 ).最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 ).以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 ). ...
Vessel diameter is related to amount and spatial arrangement of axial parenchyma in woody angiosperms
1
2018
... 本研究中喀斯特21种树种木质部导管水力直径(平均值为44.76 μm)显著地低于全球木本植物的平均值(94.43 μm;
Morris et al ., 2018 ).在西南热带喀斯特森林的研究也发现喀斯特树种的导管直径要显著地低于临近的沟谷雨林树种(
Zhu et al ., 2017 ), 体现了对喀斯特旱生生境的水力适应(
Hacke et al ., 2017 ).与其他树种不同, 青冈和铁榄的木质部导管周围具有直径较小的环管管胞(
图2 ), 而且它们主要分布在喀斯特峰丛洼地上坡更为干旱的生境.同样, 在加利福尼亚南部干旱灌木林(
Hacke, 2015 )和海南红树林(
邓传远等, 2015 )也发现优势树种木质部存在环管管胞.环管管胞本身除了具有水分运输的功能外, 当植物面临水分胁迫时还能够连接被栓塞阻隔的导管, 从而保证了水分运输的安全性(
Carlquist, 2001 ).喀斯特树种的环管管胞的生理作用值得进一步探讨. ...
The parenchyma of secondary xylem and its critical role in tree defense against fungal decay in relation to the CODIT model
1
2016a
... 利用ImageJ 1.52软件(www.imagej.nih.gov, USA;
Rueden et al ., 2016 )对染色后的切片图(
图1 )进行分析处理, 得出以下指标: (1)导管密度(
Vd ), 即单位视野内的导管数量(
Perez-Harguindeguy et al ., 2013 ); (2)导管比例(
Vs )、环管管胞比例(
Tr )、导管壁比例、轴向薄壁组织比例(
APf )、射线组织比例(
RPf )以及纤维组织比例(
Fb ), 其中薄壁组织在次生木质部中是由射线细胞和轴向薄壁细胞两部分活细胞组成(
Morris et al ., 2016a ); (3)相连接两个导管的细胞壁厚度之和(
t )、相连接两个导管长短轴直径平均值(
b )(
Hacke et al ., 2001 ).其中, 导管壁的加固系数为导管壁厚度(
t )与导管直径(
b )的比值.导管壁加固系数与枝条的栓塞脆弱性有很强的相关性,
t /
b 越大, 抗栓塞能力越强(
Hacke et al ., 2001 ).同时, 根据木质部导管结构特征, 计算以下水力相关性状: ...
A global analysis of parenchyma tissue fractions in secondary xylem of seed plants
2
2016b
... 木本植物木质部主要由导管(或管胞)、纤维和薄壁细胞组成, 各自执行不同的功能: 导管(或管胞)负责水分和无机离子的运输; 薄壁组织负责水和碳水化合物的储存; 纤维主要负责机械支持(
Hacke & Sperry, 2001 ;
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ).木质部不同组织相互联系, 形成有机整体, 为植物体正常有序的生理过程提供保障(
周朝彬等, 2016 ).由于木质部空间(横截面积)限制, 导管组织、纤维组织、薄壁细胞组织的比例存在权衡关系, 即分配给某一组织较多的空间, 会减少其他组织的可用空间(
Pratt & Jacobsen, 2017 ).木质部组织分配的最优化有助于木质部发挥其最大的功能(
Carlquist, 2018 ), 体现了其对生存环境的适应(
Godfrey et al ., 2020 ). ...
... 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 ).已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 ).木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 ).最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 ).以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 ). ...
喀斯特脆弱生态系统复合退化控制与重建模式
1
2008
... 由于喀斯特生境的水分有效性低, 喀斯特森林植物具有明显的旱生性特点(
彭晚霞等, 2008 ).喀斯特植物的生理生态适应性, 尤其是水分生理研究受到广泛关注(
Wang et al ., 2018 ;
Chen et al ., 2019 ).研究表明喀斯特树种可以通过较强的生理调整能力适应水分亏缺(
Cao et al ., 2020 ), 或通过发达的根系扩大水分来源(
Geekiyanage et al ., 2019 ).前期基于中亚热带喀斯特地区的喀斯特木本植物脆弱性曲线分析发现喀斯特树种抗栓塞能力并不高于同区域的非喀斯特森林树种(
Fan et al ., 2011 ;
谭凤森等, 2019 ).另外, 研究发现植物薄壁细胞比例高的其非结构性碳水化合物含量高(
Plavcováet al ., 2016 ;
Pratt & Jacobsen, 2017 ), 可能高的薄壁细胞比例在抗旱性方面发挥作用(
Tomasella et al ., 2019 ).因此研究喀斯特树木的木质部结构特征有助于理解喀斯特植物的干旱适应性. ...
喀斯特脆弱生态系统复合退化控制与重建模式
1
2008
... 由于喀斯特生境的水分有效性低, 喀斯特森林植物具有明显的旱生性特点(
彭晚霞等, 2008 ).喀斯特植物的生理生态适应性, 尤其是水分生理研究受到广泛关注(
Wang et al ., 2018 ;
Chen et al ., 2019 ).研究表明喀斯特树种可以通过较强的生理调整能力适应水分亏缺(
Cao et al ., 2020 ), 或通过发达的根系扩大水分来源(
Geekiyanage et al ., 2019 ).前期基于中亚热带喀斯特地区的喀斯特木本植物脆弱性曲线分析发现喀斯特树种抗栓塞能力并不高于同区域的非喀斯特森林树种(
Fan et al ., 2011 ;
谭凤森等, 2019 ).另外, 研究发现植物薄壁细胞比例高的其非结构性碳水化合物含量高(
Plavcováet al ., 2016 ;
Pratt & Jacobsen, 2017 ), 可能高的薄壁细胞比例在抗旱性方面发挥作用(
Tomasella et al ., 2019 ).因此研究喀斯特树木的木质部结构特征有助于理解喀斯特植物的干旱适应性. ...
New handbook for standardised measurement of plant functional traits worldwide
1
2013
... 利用ImageJ 1.52软件(www.imagej.nih.gov, USA;
Rueden et al ., 2016 )对染色后的切片图(
图1 )进行分析处理, 得出以下指标: (1)导管密度(
Vd ), 即单位视野内的导管数量(
Perez-Harguindeguy et al ., 2013 ); (2)导管比例(
Vs )、环管管胞比例(
Tr )、导管壁比例、轴向薄壁组织比例(
APf )、射线组织比例(
RPf )以及纤维组织比例(
Fb ), 其中薄壁组织在次生木质部中是由射线细胞和轴向薄壁细胞两部分活细胞组成(
Morris et al ., 2016a ); (3)相连接两个导管的细胞壁厚度之和(
t )、相连接两个导管长短轴直径平均值(
b )(
Hacke et al ., 2001 ).其中, 导管壁的加固系数为导管壁厚度(
t )与导管直径(
b )的比值.导管壁加固系数与枝条的栓塞脆弱性有很强的相关性,
t /
b 越大, 抗栓塞能力越强(
Hacke et al ., 2001 ).同时, 根据木质部导管结构特征, 计算以下水力相关性状: ...
The amount of parenchyma and living fibers affects storage of nonstructural carbohydrates in young stems and roots of temperate trees
1
2016
... 由于喀斯特生境的水分有效性低, 喀斯特森林植物具有明显的旱生性特点(
彭晚霞等, 2008 ).喀斯特植物的生理生态适应性, 尤其是水分生理研究受到广泛关注(
Wang et al ., 2018 ;
Chen et al ., 2019 ).研究表明喀斯特树种可以通过较强的生理调整能力适应水分亏缺(
Cao et al ., 2020 ), 或通过发达的根系扩大水分来源(
Geekiyanage et al ., 2019 ).前期基于中亚热带喀斯特地区的喀斯特木本植物脆弱性曲线分析发现喀斯特树种抗栓塞能力并不高于同区域的非喀斯特森林树种(
Fan et al ., 2011 ;
谭凤森等, 2019 ).另外, 研究发现植物薄壁细胞比例高的其非结构性碳水化合物含量高(
Plavcováet al ., 2016 ;
Pratt & Jacobsen, 2017 ), 可能高的薄壁细胞比例在抗旱性方面发挥作用(
Tomasella et al ., 2019 ).因此研究喀斯特树木的木质部结构特征有助于理解喀斯特植物的干旱适应性. ...
The role of xylem parenchyma in the storage and utilization of nonstructural carbohydrates// Hacke U. Functional and Ecological Xylem Anatomy
2
2015
... 木本植物木质部主要由导管(或管胞)、纤维和薄壁细胞组成, 各自执行不同的功能: 导管(或管胞)负责水分和无机离子的运输; 薄壁组织负责水和碳水化合物的储存; 纤维主要负责机械支持(
Hacke & Sperry, 2001 ;
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ).木质部不同组织相互联系, 形成有机整体, 为植物体正常有序的生理过程提供保障(
周朝彬等, 2016 ).由于木质部空间(横截面积)限制, 导管组织、纤维组织、薄壁细胞组织的比例存在权衡关系, 即分配给某一组织较多的空间, 会减少其他组织的可用空间(
Pratt & Jacobsen, 2017 ).木质部组织分配的最优化有助于木质部发挥其最大的功能(
Carlquist, 2018 ), 体现了其对生存环境的适应(
Godfrey et al ., 2020 ). ...
... 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 ).已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 ).木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 ).最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 ).以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 ). ...
Conflicting demands on angiosperm xylem: tradeoffs among storage, transport and biomechanics
4
2017
... 由于喀斯特生境的水分有效性低, 喀斯特森林植物具有明显的旱生性特点(
彭晚霞等, 2008 ).喀斯特植物的生理生态适应性, 尤其是水分生理研究受到广泛关注(
Wang et al ., 2018 ;
Chen et al ., 2019 ).研究表明喀斯特树种可以通过较强的生理调整能力适应水分亏缺(
Cao et al ., 2020 ), 或通过发达的根系扩大水分来源(
Geekiyanage et al ., 2019 ).前期基于中亚热带喀斯特地区的喀斯特木本植物脆弱性曲线分析发现喀斯特树种抗栓塞能力并不高于同区域的非喀斯特森林树种(
Fan et al ., 2011 ;
谭凤森等, 2019 ).另外, 研究发现植物薄壁细胞比例高的其非结构性碳水化合物含量高(
Plavcováet al ., 2016 ;
Pratt & Jacobsen, 2017 ), 可能高的薄壁细胞比例在抗旱性方面发挥作用(
Tomasella et al ., 2019 ).因此研究喀斯特树木的木质部结构特征有助于理解喀斯特植物的干旱适应性. ...
... 木本植物木质部主要由导管(或管胞)、纤维和薄壁细胞组成, 各自执行不同的功能: 导管(或管胞)负责水分和无机离子的运输; 薄壁组织负责水和碳水化合物的储存; 纤维主要负责机械支持(
Hacke & Sperry, 2001 ;
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ).木质部不同组织相互联系, 形成有机整体, 为植物体正常有序的生理过程提供保障(
周朝彬等, 2016 ).由于木质部空间(横截面积)限制, 导管组织、纤维组织、薄壁细胞组织的比例存在权衡关系, 即分配给某一组织较多的空间, 会减少其他组织的可用空间(
Pratt & Jacobsen, 2017 ).木质部组织分配的最优化有助于木质部发挥其最大的功能(
Carlquist, 2018 ), 体现了其对生存环境的适应(
Godfrey et al ., 2020 ). ...
... 与全球数据的分析结果不同, 喀斯特树种木质部导管组织比例与其他组织比例之间的相关性均不显著(
图3 ).这一结果与加利福尼亚干旱森林树种的研究结果(
Pratt & Jacobsen, 2017 )相似, 可能与这些木本植物具有相对稳定的导管组织比例有关.喀斯特树种木质部纤维组织比例与薄壁组织比例存在显著的权衡关系(
图3 ), 这些树种的木质部倾向于具有较高的薄壁组织比例而不是纤维组织, 它们可能通过提高栓塞修复能力(而非抗栓塞能力)适应干旱(
Pratt & Jacobsen, 2017 ;
Janssen et al ., 2020 ;
Aritsara et al ., 2021 ).较低的纤维组织比例(支撑作用)也从木质部结构的角度解释了为什么中亚热带的喀斯特森林冠层高度要显著低于同区域的亚热带常绿阔叶林(平均林冠高度为28.90 m;
Liu et al ., 2019 ). ...
... ), 这些树种的木质部倾向于具有较高的薄壁组织比例而不是纤维组织, 它们可能通过提高栓塞修复能力(而非抗栓塞能力)适应干旱(
Pratt & Jacobsen, 2017 ;
Janssen et al ., 2020 ;
Aritsara et al ., 2021 ).较低的纤维组织比例(支撑作用)也从木质部结构的角度解释了为什么中亚热带的喀斯特森林冠层高度要显著低于同区域的亚热带常绿阔叶林(平均林冠高度为28.90 m;
Liu et al ., 2019 ). ...
Different multi-year mean temperature in mid-summer of South China under different 1.5?°C warming scenarios
1
2018
... 通过长期的隔离降雨模拟试验, 结果发现干旱加剧会导致热带季节性森林中落叶植物成分显著增加(
Aguirre-Gutiérrezet al ., 2019 ).在气候变化背景下, 我国亚热带地区呈现显著的干热化趋势(
Qu & Huang, 2018 ;
Yin et al ., 2018 ).由于亚热带喀斯特森林对气候变化的响应较为敏感, 干旱程度的增加将会影响喀斯特森林群落的组成和物种多样性, 并进一步影响森林生态系统的结构和功能.基于喀斯特树种木质部解剖结构和水力特征的研究有助于了解它们对干旱的水力适应, 从而提高对树种动态变化的预测性. ...
ImageJ: image analysis interoperability for the next generation of biological image data
1
2016
... 利用ImageJ 1.52软件(www.imagej.nih.gov, USA;
Rueden et al ., 2016 )对染色后的切片图(
图1 )进行分析处理, 得出以下指标: (1)导管密度(
Vd ), 即单位视野内的导管数量(
Perez-Harguindeguy et al ., 2013 ); (2)导管比例(
Vs )、环管管胞比例(
Tr )、导管壁比例、轴向薄壁组织比例(
APf )、射线组织比例(
RPf )以及纤维组织比例(
Fb ), 其中薄壁组织在次生木质部中是由射线细胞和轴向薄壁细胞两部分活细胞组成(
Morris et al ., 2016a ); (3)相连接两个导管的细胞壁厚度之和(
t )、相连接两个导管长短轴直径平均值(
b )(
Hacke et al ., 2001 ).其中, 导管壁的加固系数为导管壁厚度(
t )与导管直径(
b )的比值.导管壁加固系数与枝条的栓塞脆弱性有很强的相关性,
t /
b 越大, 抗栓塞能力越强(
Hacke et al ., 2001 ).同时, 根据木质部导管结构特征, 计算以下水力相关性状: ...
Coordination and trade-offs among hydraulic safety, efficiency and drought avoidance traits in Amazonian rainforest canopy tree species
1
2018
... 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 ).已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 ).木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 ).最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 ).以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 ). ...
The functional role of xylem parenchyma cells and aquaporins during recovery from severe water stress
1
2017
... 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 ).已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 ).木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 ).最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 ).以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 ). ...
Canopy water status and photosynthesis of tropical trees are associated with trunk sapwood hydraulic properties
1
2019
... 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 ).已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 ).木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 ).最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 ).以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 ). ...
西南喀斯特植物与环境
3
2015
... 我国西南喀斯特是世界喀斯特连片分布面积最大的区域, 总面积超过55万km
2 , 主要集中在广西、贵州和云南等省区(
宋同清, 2015 ).其中, 广西喀斯特分布面积达9.7万km
2 , 喀斯特地貌富有特色(
蒋忠诚等, 2007 ).由于广西地处云贵高原的东南缘、南临北部湾, 受热带亚热带季风气候影响, 高温多雨, 岩溶作用强烈, 喀斯特地貌以峰丛洼地、峰丛谷地为主(
袁道先, 1992 ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
... ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
... 论国家级自然保护区的永久性监测样地(25.15° N, 108.04° E), 海拔420 m.受季风气候影响, 该样地年平均气温19.2 ℃, 年降水量1 529.2 mm; 雨季为4-8月, 降水量占全年的73.7% (
刘璐等, 2012 ).森林群落类型为中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林, 样地面积为1 hm
2 (100 m × 100 m), 东南向; 处于喀斯特峰丛洼地中上坡, 平均坡度约27°, 岩石裸露率80%-90% (
郑颖吾, 1999 ).样地共有物种44科73属95种; 重要值靠前的树种为青檀(
Pteroceltis tatarinowii )、广西密花树(
Myrsine kwangsiensis )、千里香(
Murra ya
paniculata )和菜豆树(
Radermachera sinica )等.土壤以石灰土为主, 有机碳含量为15-24 g·kg
-1 (
刘淑娟等, 2010 ;
宋同清, 2015 ). ...
西南喀斯特植物与环境
3
2015
... 我国西南喀斯特是世界喀斯特连片分布面积最大的区域, 总面积超过55万km
2 , 主要集中在广西、贵州和云南等省区(
宋同清, 2015 ).其中, 广西喀斯特分布面积达9.7万km
2 , 喀斯特地貌富有特色(
蒋忠诚等, 2007 ).由于广西地处云贵高原的东南缘、南临北部湾, 受热带亚热带季风气候影响, 高温多雨, 岩溶作用强烈, 喀斯特地貌以峰丛洼地、峰丛谷地为主(
袁道先, 1992 ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
... ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
... 论国家级自然保护区的永久性监测样地(25.15° N, 108.04° E), 海拔420 m.受季风气候影响, 该样地年平均气温19.2 ℃, 年降水量1 529.2 mm; 雨季为4-8月, 降水量占全年的73.7% (
刘璐等, 2012 ).森林群落类型为中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林, 样地面积为1 hm
2 (100 m × 100 m), 东南向; 处于喀斯特峰丛洼地中上坡, 平均坡度约27°, 岩石裸露率80%-90% (
郑颖吾, 1999 ).样地共有物种44科73属95种; 重要值靠前的树种为青檀(
Pteroceltis tatarinowii )、广西密花树(
Myrsine kwangsiensis )、千里香(
Murra ya
paniculata )和菜豆树(
Radermachera sinica )等.土壤以石灰土为主, 有机碳含量为15-24 g·kg
-1 (
刘淑娟等, 2010 ;
宋同清, 2015 ). ...
桂西南喀斯特季雨林木本植物的水力安全
2
2019
... 由于喀斯特生境的水分有效性低, 喀斯特森林植物具有明显的旱生性特点(
彭晚霞等, 2008 ).喀斯特植物的生理生态适应性, 尤其是水分生理研究受到广泛关注(
Wang et al ., 2018 ;
Chen et al ., 2019 ).研究表明喀斯特树种可以通过较强的生理调整能力适应水分亏缺(
Cao et al ., 2020 ), 或通过发达的根系扩大水分来源(
Geekiyanage et al ., 2019 ).前期基于中亚热带喀斯特地区的喀斯特木本植物脆弱性曲线分析发现喀斯特树种抗栓塞能力并不高于同区域的非喀斯特森林树种(
Fan et al ., 2011 ;
谭凤森等, 2019 ).另外, 研究发现植物薄壁细胞比例高的其非结构性碳水化合物含量高(
Plavcováet al ., 2016 ;
Pratt & Jacobsen, 2017 ), 可能高的薄壁细胞比例在抗旱性方面发挥作用(
Tomasella et al ., 2019 ).因此研究喀斯特树木的木质部结构特征有助于理解喀斯特植物的干旱适应性. ...
... 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 ).已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 ).木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 ).最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 ).以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 ). ...
桂西南喀斯特季雨林木本植物的水力安全
2
2019
... 由于喀斯特生境的水分有效性低, 喀斯特森林植物具有明显的旱生性特点(
彭晚霞等, 2008 ).喀斯特植物的生理生态适应性, 尤其是水分生理研究受到广泛关注(
Wang et al ., 2018 ;
Chen et al ., 2019 ).研究表明喀斯特树种可以通过较强的生理调整能力适应水分亏缺(
Cao et al ., 2020 ), 或通过发达的根系扩大水分来源(
Geekiyanage et al ., 2019 ).前期基于中亚热带喀斯特地区的喀斯特木本植物脆弱性曲线分析发现喀斯特树种抗栓塞能力并不高于同区域的非喀斯特森林树种(
Fan et al ., 2011 ;
谭凤森等, 2019 ).另外, 研究发现植物薄壁细胞比例高的其非结构性碳水化合物含量高(
Plavcováet al ., 2016 ;
Pratt & Jacobsen, 2017 ), 可能高的薄壁细胞比例在抗旱性方面发挥作用(
Tomasella et al ., 2019 ).因此研究喀斯特树木的木质部结构特征有助于理解喀斯特植物的干旱适应性. ...
... 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 ).已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 ).木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 ).最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 ).以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 ). ...
The possible role of non-structural carbohydrates in the regulation of tree hydraulics
2
2019
... 由于喀斯特生境的水分有效性低, 喀斯特森林植物具有明显的旱生性特点(
彭晚霞等, 2008 ).喀斯特植物的生理生态适应性, 尤其是水分生理研究受到广泛关注(
Wang et al ., 2018 ;
Chen et al ., 2019 ).研究表明喀斯特树种可以通过较强的生理调整能力适应水分亏缺(
Cao et al ., 2020 ), 或通过发达的根系扩大水分来源(
Geekiyanage et al ., 2019 ).前期基于中亚热带喀斯特地区的喀斯特木本植物脆弱性曲线分析发现喀斯特树种抗栓塞能力并不高于同区域的非喀斯特森林树种(
Fan et al ., 2011 ;
谭凤森等, 2019 ).另外, 研究发现植物薄壁细胞比例高的其非结构性碳水化合物含量高(
Plavcováet al ., 2016 ;
Pratt & Jacobsen, 2017 ), 可能高的薄壁细胞比例在抗旱性方面发挥作用(
Tomasella et al ., 2019 ).因此研究喀斯特树木的木质部结构特征有助于理解喀斯特植物的干旱适应性. ...
... 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 ).已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 ).木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 ).最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 ).以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 ). ...
Xylem Structure and the Ascent of Sap 2
2002
... (1)导管水力直径(
Dh )的计算公式参照
Tyree和Zimmermann (2002) : ...
... (2)理论导水率(
Kt ), 反映木质部水分运输的效率性, 计算公式参照
Tyree和Zimmermann (2002) : ...
The strategies of water-carbon regulation of plants in a subtropical primary forest on karst soils in China
1
2018
... 由于喀斯特生境的水分有效性低, 喀斯特森林植物具有明显的旱生性特点(
彭晚霞等, 2008 ).喀斯特植物的生理生态适应性, 尤其是水分生理研究受到广泛关注(
Wang et al ., 2018 ;
Chen et al ., 2019 ).研究表明喀斯特树种可以通过较强的生理调整能力适应水分亏缺(
Cao et al ., 2020 ), 或通过发达的根系扩大水分来源(
Geekiyanage et al ., 2019 ).前期基于中亚热带喀斯特地区的喀斯特木本植物脆弱性曲线分析发现喀斯特树种抗栓塞能力并不高于同区域的非喀斯特森林树种(
Fan et al ., 2011 ;
谭凤森等, 2019 ).另外, 研究发现植物薄壁细胞比例高的其非结构性碳水化合物含量高(
Plavcováet al ., 2016 ;
Pratt & Jacobsen, 2017 ), 可能高的薄壁细胞比例在抗旱性方面发挥作用(
Tomasella et al ., 2019 ).因此研究喀斯特树木的木质部结构特征有助于理解喀斯特植物的干旱适应性. ...
Smatr 3—An R package for estimation and inference about allometric lines
1
2012
... 全球木本植物木质部组织比例数据从TRY Database (
Kattge et al ., 2020 )下载, 利用R 3.5.0软件进行统计分析.用ggtern软件(
Hamilton & Ferry, 2018 )绘制木论和全球的木质部组织比例三角坐标图; 用stats R软件中的t.test公式分析常绿与落叶树种木质部解剖结构和水力特征的差异显著性; 用factoextra软件的PCA公式做主成分分析.利用smatr R软件中的sma公式通过简化主轴回归分析(
Warton et al ., 2012 )来分析木论和全球树种木质部各组织比例之间的相关性、理论导水率与导管壁加固系数的相关性, 以及落叶与常绿树种直线回归斜率和截距的差异性.所有图用R-package软件的base绘制. ...
Climate change risk to forests in China associated with warming
1
2018
... 通过长期的隔离降雨模拟试验, 结果发现干旱加剧会导致热带季节性森林中落叶植物成分显著增加(
Aguirre-Gutiérrezet al ., 2019 ).在气候变化背景下, 我国亚热带地区呈现显著的干热化趋势(
Qu & Huang, 2018 ;
Yin et al ., 2018 ).由于亚热带喀斯特森林对气候变化的响应较为敏感, 干旱程度的增加将会影响喀斯特森林群落的组成和物种多样性, 并进一步影响森林生态系统的结构和功能.基于喀斯特树种木质部解剖结构和水力特征的研究有助于了解它们对干旱的水力适应, 从而提高对树种动态变化的预测性. ...
中国西南部的岩溶及其与华北岩溶的对比
2
1992
... 我国西南喀斯特是世界喀斯特连片分布面积最大的区域, 总面积超过55万km
2 , 主要集中在广西、贵州和云南等省区(
宋同清, 2015 ).其中, 广西喀斯特分布面积达9.7万km
2 , 喀斯特地貌富有特色(
蒋忠诚等, 2007 ).由于广西地处云贵高原的东南缘、南临北部湾, 受热带亚热带季风气候影响, 高温多雨, 岩溶作用强烈, 喀斯特地貌以峰丛洼地、峰丛谷地为主(
袁道先, 1992 ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
... ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
中国西南部的岩溶及其与华北岩溶的对比
2
1992
... 我国西南喀斯特是世界喀斯特连片分布面积最大的区域, 总面积超过55万km
2 , 主要集中在广西、贵州和云南等省区(
宋同清, 2015 ).其中, 广西喀斯特分布面积达9.7万km
2 , 喀斯特地貌富有特色(
蒋忠诚等, 2007 ).由于广西地处云贵高原的东南缘、南临北部湾, 受热带亚热带季风气候影响, 高温多雨, 岩溶作用强烈, 喀斯特地貌以峰丛洼地、峰丛谷地为主(
袁道先, 1992 ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
... ).与非喀斯特地区相比, 喀斯特环境具有岩石(碳酸盐岩)裸露程度高、土壤稀薄、水分下渗快等特点(
袁道先, 1992 ;
陈洪松等, 2013 ).喀斯特生态系统较为脆弱, 受长期人类活动影响, 植被退化严重; 其中广西喀斯特石漠化面积达2.37万km
2 , 生态环境问题突出(
胡宝清, 2014 ).广西喀斯特地区的植物多样性高(
宋同清, 2015 ), 为喀斯特石漠化地区的植被重建提供了丰富的“乡土恢复工具树种库”, 因此亟需了解喀斯特植物的生理生态适应性(
曹坤芳等, 2014 ). ...
木论喀斯特林区概论
1
1999
... 论国家级自然保护区的永久性监测样地(25.15° N, 108.04° E), 海拔420 m.受季风气候影响, 该样地年平均气温19.2 ℃, 年降水量1 529.2 mm; 雨季为4-8月, 降水量占全年的73.7% (
刘璐等, 2012 ).森林群落类型为中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林, 样地面积为1 hm
2 (100 m × 100 m), 东南向; 处于喀斯特峰丛洼地中上坡, 平均坡度约27°, 岩石裸露率80%-90% (
郑颖吾, 1999 ).样地共有物种44科73属95种; 重要值靠前的树种为青檀(
Pteroceltis tatarinowii )、广西密花树(
Myrsine kwangsiensis )、千里香(
Murra ya
paniculata )和菜豆树(
Radermachera sinica )等.土壤以石灰土为主, 有机碳含量为15-24 g·kg
-1 (
刘淑娟等, 2010 ;
宋同清, 2015 ). ...
木论喀斯特林区概论
1
1999
... 论国家级自然保护区的永久性监测样地(25.15° N, 108.04° E), 海拔420 m.受季风气候影响, 该样地年平均气温19.2 ℃, 年降水量1 529.2 mm; 雨季为4-8月, 降水量占全年的73.7% (
刘璐等, 2012 ).森林群落类型为中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林, 样地面积为1 hm
2 (100 m × 100 m), 东南向; 处于喀斯特峰丛洼地中上坡, 平均坡度约27°, 岩石裸露率80%-90% (
郑颖吾, 1999 ).样地共有物种44科73属95种; 重要值靠前的树种为青檀(
Pteroceltis tatarinowii )、广西密花树(
Myrsine kwangsiensis )、千里香(
Murra ya
paniculata )和菜豆树(
Radermachera sinica )等.土壤以石灰土为主, 有机碳含量为15-24 g·kg
-1 (
刘淑娟等, 2010 ;
宋同清, 2015 ). ...
射线组织径向变异及其贮藏功能研究进展
1
2016
... 木本植物木质部主要由导管(或管胞)、纤维和薄壁细胞组成, 各自执行不同的功能: 导管(或管胞)负责水分和无机离子的运输; 薄壁组织负责水和碳水化合物的储存; 纤维主要负责机械支持(
Hacke & Sperry, 2001 ;
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ).木质部不同组织相互联系, 形成有机整体, 为植物体正常有序的生理过程提供保障(
周朝彬等, 2016 ).由于木质部空间(横截面积)限制, 导管组织、纤维组织、薄壁细胞组织的比例存在权衡关系, 即分配给某一组织较多的空间, 会减少其他组织的可用空间(
Pratt & Jacobsen, 2017 ).木质部组织分配的最优化有助于木质部发挥其最大的功能(
Carlquist, 2018 ), 体现了其对生存环境的适应(
Godfrey et al ., 2020 ). ...
射线组织径向变异及其贮藏功能研究进展
1
2016
... 木本植物木质部主要由导管(或管胞)、纤维和薄壁细胞组成, 各自执行不同的功能: 导管(或管胞)负责水分和无机离子的运输; 薄壁组织负责水和碳水化合物的储存; 纤维主要负责机械支持(
Hacke & Sperry, 2001 ;
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ).木质部不同组织相互联系, 形成有机整体, 为植物体正常有序的生理过程提供保障(
周朝彬等, 2016 ).由于木质部空间(横截面积)限制, 导管组织、纤维组织、薄壁细胞组织的比例存在权衡关系, 即分配给某一组织较多的空间, 会减少其他组织的可用空间(
Pratt & Jacobsen, 2017 ).木质部组织分配的最优化有助于木质部发挥其最大的功能(
Carlquist, 2018 ), 体现了其对生存环境的适应(
Godfrey et al ., 2020 ). ...
Different hydraulic traits of woody plants from tropical forests with contrasting soil water availability
1
2017
... 本研究中喀斯特21种树种木质部导管水力直径(平均值为44.76 μm)显著地低于全球木本植物的平均值(94.43 μm;
Morris et al ., 2018 ).在西南热带喀斯特森林的研究也发现喀斯特树种的导管直径要显著地低于临近的沟谷雨林树种(
Zhu et al ., 2017 ), 体现了对喀斯特旱生生境的水力适应(
Hacke et al ., 2017 ).与其他树种不同, 青冈和铁榄的木质部导管周围具有直径较小的环管管胞(
图2 ), 而且它们主要分布在喀斯特峰丛洼地上坡更为干旱的生境.同样, 在加利福尼亚南部干旱灌木林(
Hacke, 2015 )和海南红树林(
邓传远等, 2015 )也发现优势树种木质部存在环管管胞.环管管胞本身除了具有水分运输的功能外, 当植物面临水分胁迫时还能够连接被栓塞阻隔的导管, 从而保证了水分运输的安全性(
Carlquist, 2001 ).喀斯特树种的环管管胞的生理作用值得进一步探讨. ...
Confronting Maxwell’s demon: biophysics of xylem embolism repair
1
2009
... 与全球木本植物木质部解剖结构数据相比, 喀斯特树木的木质部趋于具有较高比例的轴向薄壁组织(
图2 ).已有研究表明薄壁组织具有贮存水分、储存和转运碳水化合物的功能(
Plavcová & Jansen, 2015 ;
Morris et al ., 2016b ), 在维持植物水分平衡(
Meinzer et al ., 2009 )和修复导管栓塞过程中发挥重要作用(
Zwieniecki & Holbrook, 2009 ;
Tomasella et al ., 2019 ).木质部中高的薄壁组织比例具有高的水容(
Secchi et al ., 2017 ;
Santiago et al ., 2018 ), 当土壤有效水分供给不足时, 高的水容可以缓解土壤与叶片的水势差, 从而维持叶片的气体交换(
McCulloh et al ., 2019 ;
Siddiq et al ., 2019 ).最近对温带石灰岩山地的19种阔叶树种的研究发现, 木质部薄壁细胞比例与抗栓塞能力具有显著的负相关关系(
Chen et al ., 2020 ).以上研究结果证明了薄壁细胞的贮存能力对喀斯特树种的干旱适应具有重要作用(
谭凤森等, 2019 ), 也解释了中亚热带喀斯特树种较低的抗栓塞能力(
Fan et al ., 2011 ). ...
,*广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室, 南宁 530004; 广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室, 南宁 530004
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