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低温胁迫是橡胶林集中落叶的驱动因子

【附件: Pattern and driving factor of intense defoliation of rubber plantations in SW China

  在中国西南西双版纳,橡胶树(Hevea brasiliensis)集中落叶的格局通常被认为是由干旱胁迫或者干旱胁迫与低温胁迫交互作用造成的。然而,这一传统观点并没有得到证实,并且橡胶树的集中落叶格局及其对环境胁迫(如低温胁迫和干旱胁迫)的响应机制也不清晰。 

  中国科学院西双版纳热带植物园全球变化研究组博士研究生林友兴,在导师张一平研究员的指导下,选取西双版纳地区1982年定植的橡胶林为研究对象,通过对连续4年的树干液流数据和林冠相片以及常规气象因子进行分析,探究了橡胶林集中落叶格局形成的环境因子,以及树干液流密度与环境因子在生长期、落叶前期、集中落叶期和长叶期的关系及敏感性。取得如下研究结果:(1) 橡胶林集中落叶是与低温胁迫(<10℃)发生时期紧密联系的,并且橡胶树在遭遇冷害后其保持较低水平的生理活动;(2) 橡胶树的树干液流密度受生理调控以应对环境胁迫(如高温、高饱和水汽压差等),在橡胶树遭遇冷害后的集中落叶期生理调控能力丧失;(3) 在遭遇冷害胁迫后的落叶期,橡胶树的树干液流密度对气温的敏感性很低或不敏感(slope=0.14, r=0.17, P>0.05),而在长叶期反弹到较高的水平(slope=1.44, r=0.55, P<0.01),并且不同时期的树干液流密度受不同环境因子控制;(4)尽管气温对树干液流密度有显著的促进作用,但在长叶期(一年中最干的时期)树干液流密度出现减小趋势,这可能是土壤含水量的显著抑制作用远超过表层和深层土壤含水量交互作用的结果(P<0.01)。 

  以上结果表明,低温胁迫是橡胶林落叶格局(遭遇低温后集中落叶并进入休眠)产生的驱动因子,而树干液流密度可以作为判定橡胶树生理异常的指标之一。研究结果不仅加深了人们对橡胶林集中落叶格局的理解,还为树干液流密度在植物生理方面的指示作用提供了一定的理论依据。 

  相关研究结果以Pattern and driving factor of intense defoliation of rubber plantations in SW China为题,发表在Ecological Indicators上。   

  本研究得到国家重点研发计划(2016YFC0502105),国家自然科学基金(U1602234,31770528,41671209),中国科学院“一三五”专项突破一(2017XTBG-T01),以及中国科学院国际人才计划(2017VCA0036)等项目的资助,并得到了西双版纳生态站和公共技术服务中心的支持和协助,在此一并致谢。

橡胶林集中落叶的格局

其中(a)为落叶前期(Predefoliation period),(b)为集中落叶期(Defoliation period),(c)为长叶期(Refoliation period),(d)为生长期(Vegetative period)

不同时期橡胶林样地的环境因子和树干液流密度(Js)的日内动态

(a-d)光合有效辐射(PAR); (e-h)树干液流密度(Js);(i-l)气温(Ta)、饱和水汽压差(VPD)和相对湿度(RH)。四个时期依次为生长期(Vegetative period)、落叶前期(Predefoliation period)、集中落叶期(Defoliation period)和长叶期(Refoliation period)

【附件: Pattern and driving factor of intense defoliation of rubber plantations in SW China

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