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文献速递 | 树干呼吸速率为什么会随茎干变粗而减弱?

来源:力高泰 发布时间:2017-09-20 14:06:37 点击数: 使用提问咨询价格

首先,啥是树干呼吸呢?所谓树干呼吸,通常是指树木茎干新陈代谢过程中产生的CO2通过树皮表面释放到大气中的部分。有研究表明,这个组分能占到树木自养呼吸的15%–45%,是森林生态系统碳平衡中的重要组分。既然它这么重要,相关的研究也就比较多了。大家在测量它的过程中,发现一个有意思的现象,就是这个树干呼吸,会随着茎干变粗而减弱。那么,为什么会出现这种现象呢?

 

福建农林大学林学院的范海兰副教授等几位学者,就这个问题开展了深入研究。发现树体呼吸作用产生的CO2,可分为两部分,一部分是树干呼吸,另一部分则溶解在植物茎流中,随植物蒸腾作用向上运输。他们首次采用“物质平衡”的方法,研究了从16-60cm不同粗细的的鹅掌楸。他们发现,树干呼吸在树体总呼吸中的比重会随着茎干直径增加而线性下降,溶解在植物茎流中的组分则整好相反。

树干呼吸

          图1 The ratio of 24-h total stem internal flux of CO2 to 24-h total stem efflux of CO2
((FT + ΔS)/EA) as a function of Dstem

 

在最细的树中,树干呼吸可占总呼吸比例的86%;而在最粗的树中,这一值可下降到46%。这意味着,随着树体茎干变粗,会有更多的CO2溶解在植物茎流中。结果还发现,虽然不同粗细茎干的树干呼吸不同,但它们都有相同的树体呼吸总速率,这就能解释文章开头中提出的问题了。

 

在上述研究中,植物茎流测量采用的是插针式植物茎流计TDP(图2),它利用Granier热扩散原理测量植物茎干茎流速度,特别适用于茎干较粗的高大乔木。想进一步了解TDP详情,请点击文章左下角的“阅读原文”。

TDP

图2 插针式热耗散植物茎流计TDP

 

参考文献:

Fan H, McGuire M A, Teskey R O. Effects of stem size on stem respiration and its flux components in yellow-poplar (Liriodendron tulipifera L.) trees[J]. Tree Physiology, 2017: 1-10.