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論文

Immediate and potential long-term effects of consecutive heat waves on the photosynthetic performance and water balance in Douglas-fir

Duarte, A. G.*; 堅田 元喜; 星加 康智*; Hossain, M.*; Kreuzwieser, J.*; Arneth, A.*; Ruehr, N. K.*

Journal of Plant Physiology, 205, p.57 - 66, 2016/10

 被引用回数:16 パーセンタイル:24.55(Plant Sciences)

世界規模で増加が予測されている熱波などの極端気象は、生態系の水・炭素循環に大きな影響を及ぼす。気温上昇によって森林樹木は熱ストレスにさらされる可能性があるが、これに対する森林生態系の長期的な応答は未解明である。本研究では、大規模温室における複数回の熱波処理によってベイマツの光合成特性と水収支がどのような影響を受けるかを調べた。樹木の光合成カルボキシル効率はほとんど影響を受けないが、光飽和環境での電子伝達速度および光合成速度は大きく低下し、その影響は最後の熱波処理の6週間後まで継続した。また、熱による蒸散速度、最小気孔コンダクタンス、および夜間気孔コンダクタンスの抑制も同様に継続していた。気孔コンダクタンスモデルを用いた解析により、気孔の閉鎖やクチクラワックスの変化などの葉の形態変化が引き起こされたことがわかった。これらの結果は、ベイマツが熱ストレスに対して光合成性能を低下させる代わりに水分の消費を抑えるように応答することを示しており、熱波によって長期的な樹木成長が阻害される可能性が示唆された。

口頭

Impacts of repeated heat waves on tree carbon and water cycling; Moving beyond the stress event

Ruehr, N.*; Bamberger, I.*; Duarte, A.*; 堅田 元喜; Pointner, A.*; Arneth, A.*

no journal, , 

熱波は、樹木に熱ストレスを蓄積させることで陸域の水・炭素循環に大きな影響を及ぼすが、ストレス後の回復期の樹木応答は明らかになっていない。本研究では、異なる水分環境下にあるベイマツとニセアカシアに熱波処理を繰り返し施したときの水・炭素交換過程の変化を調べた。樹木の水・炭素フラックスの大きさは、熱と乾燥処理の度合いに応じて大きく異なっていた。水分が十分にある場合は、日中および夜間の蒸散は気温と大気の蒸発要求度の増加に伴い増加した。炭素固定量は、いずれの樹種も熱処理または熱・乾燥の同時処理によって低下した。さらに、これらの処理によってベイマツの夜間呼吸量は増加する傾向が見られた。ストレスによって引き起こされた気孔閉鎖と光合成回路の損傷により、水・炭素交換速度の回復に遅れが見られた。結果として、高温イベントは乾燥イベントと相まって、ストレス期間中および期間後の樹木の水・炭素循環に強く影響することが明らかになった。これら影響は、生態系の炭素循環を予測する生物地球化学モデルに考慮する必要がある。

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