PCE | 贵州大学马尾松团队首次揭示马尾松干旱死亡的水分阈值

      近40年证据表明，世界范围内的森林死亡事件与高温和极端干旱高度相关。未来气候变化背景下，更加频发的高温与干旱将严重威胁森林物种的存活，从而进一步影响森林生态系统的结构、功能及碳汇潜力。因此，阐明树木干旱死亡机制及其应对干旱的生理响应与恢复策略，对准确预测森林应对气候变化具有重要意义。近年来树木干旱死亡机制研究大多基于“水力失衡”和 “碳饥饿”两个假设，揭示了水力失衡对树木死亡的主要作用。然而，一些重要机理性问题，如水力失衡与树木死亡的关系、死亡水分阈值、碳水过程耦合、不同器官间碳水库存的协同等，仍探讨较少，并亟待进行深入的实验研究。

     近日，贵州大学贵州省森林资源与环境研究中心丁贵杰教授、段洪浪教授、博士生邵畅畅与国外相关学者合作在国际知名期刊《Plant, Cell & Environment》上发表了题为“Root relative water content is a potential signal for impending mortality of a subtropical conifer during extreme drought stress”的研究论文，详细阐述了马尾松干旱死亡的水分阈值、碳水耦合及器官间的水分协同性等问题。

    本研究以中国亚热带重要的人工林树种马尾松为对象，分别在茎木质部导水率下降50%(PLC50), 85%(PLC85)和100%( PLC100)时进行复水15天处理，测定干旱及复水过程中各器官水势、相对含水量(RWC)与非结构性碳水化合物(NSC)、茎木质部栓塞程度以及死亡率。结果表明，马尾松死亡的水力阈值高于PLC50，但低于PLC85。干旱至死亡点附近，根RWC相对于其他器官的RWC下降更快，体现了根系更大的干旱敏感性。水力失衡与整株的水分亏缺是导致马尾松死亡的主要生理机制，而NSC可利用性对细胞水分状态的调节作用不明显，进一步显示碳水过程的解耦效应。

图1 干旱下各器官水势、相对含水量及非结构性碳水化合物时间动态.

图2 干旱过程中植物碳水指标的相关性解析.

图3 马尾松干旱死亡机制总结图.

评述：

木质部导水率栓塞测量

XYL’EM-Plus木质部导水率与栓塞测量系统就是可以测量植物导水率和栓塞速率的一款设备。既可以用于实验室，也可以用于野外。配置包括手提便携箱和1套12V的电源供应单元。XYL’EM-Plus木质部导水率与栓塞测量系统可以在低压下工作（最大1米水柱），也可以在高压下工作（典型3 bar，最大7 bar）。采用集成的水容器。主机面板上有一套控制阀门，可以用来选择水压的高低。液晶显示屏可以即时显示流速、水压和温度。 

测量原理：

XYL’EM-Plus木质部导水率与栓塞测量系统采用参比“水压”法，先测量一段样品的导水率，然后用脱气水在一定压力下连续灌注样品使之水分饱和，这种灌注排泄或溶解掉包含在栓塞木质部导管中的空气。起始导水率/全饱和导水率的比率给出栓塞水平的定量值。

推荐：可配合1505D-EXP型便携式植物水势气穴压力室来测量植物的脆弱曲线。脆弱曲线是表征植物随着木质部压力的增大胁迫环境的加剧发生栓塞的脆弱程度

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