某些人可能会认为,高大的树木很难从根部一直到顶叶输送水。但是,最近发表在《科学进展》上的一项研究发现,植物高度和木质部水力性状与不同陆地生物群落的。
以前对高大树木的研究表明,水力阻力与植物高度有关。这意味着水力阻力限制了水可以通过木质部到达顶叶的距离。因此,水力阻力设定了树木在特定栖息地中可以生长的最大高度。但是,科学家不了解的是这种生理协调在广泛的物种和环境中如何起作用。
为了找到答案,中国科学院华南植物园的研究人员整理了来自全球369个站点的1,281种不同树种的数据。据此,他们建立了多个模型,这些模型将高度,水力特性和水联系在一起。研究人员发现,来自潮湿栖息地的较高树种的木质部效率更高,导管更宽,水力安全性,导管密度和边材密度更低。
该研究的主要作者刘辉说:“人们过去常常认为,较高的植物由于距离较远而导致水的输送效率较低。”“相反,我们发现较高的植物跨物种具有较高的水力传导性,这是它们用来补偿叶片高蒸发需求和高度增加的主要策略。这就是所谓的达西定律。”
Hui补充说,在进行研究之前,许多水力理论(例如达西定律)都是基于物种内部的信息。然而,他们的研究结果确定并解释了物种间和物种间不同的水力模式。
简而言之,物种内的模式基于短期的适应性反应,并在很大程度上受到生理权衡或制约因素的影响,而物种间的模式则反映出内在的进化差异,这种差异可能形成于数百万年,并且主要受到限制。通过他们的环境优势,” Hui解释说。
“我们的发现极大地扩展了人类对木质部水力性状与植物高度之间关系的知识,从本地研究到全球生物群落,”合著者叶青说。“我们强调水力性状可以作为全球最大植物高度和物种分布模式的重要预测指标。”
一棵树的生命
树木自然无处不在,但很少有人知道它们如何生长。一棵树的生命就像其他任何植物一样开始。一旦种了树苗,它们将在一个月后开始生长。这些幼苗长出真正的单茎,树状叶或针和树皮。树木的每个部分都扮演着复杂的角色,这有助于其生长和发育。(相关:加州的红木森林捕获了大量的大气二氧化碳。)
树木的根系在积水中起着关键作用,这使树木和世界上所有依赖树木的事物都可以生存。根系有细小的根毛,位于根尖的后方,吸收水分以及溶解的矿物质。
树木的树干对于四肢的支撑以及从根到叶的养分和水分的运输至关重要。树干在寻找水分和阳光时会长大。它在保护树木方面的重要性不能被充分强调。许多树木之死是因为其树皮已被昆虫,病原体,环境原因和其他外部因素破坏。
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