Abstract

fundal

Se așteaptă ca etapele timpurii de dezvoltare a plantelor să fie un obstacol major pentru recrutare. Informațiile cu privire la răspunsul răsadurilor la disponibilitatea anticipată a apei sunt necesare urgent în regiunile în care răsadurile de copaci pot prezenta deficite de apă mai frecvente. În această lucrare, ne-am concentrat asupra influenței deficitului de apă asupra diferitelor specii (zada vs. mesteacăn) și origini (xeric vs. mesic).

răsadurilor

Metode

Zada prințului Rupprecht (Larix gmelinii var. principis-rupprechtii (Mayr) Pilg.) Și mesteacăn albBetula platyphylla Sukaczev) din nordul Chinei au fost selectate pentru a reprezenta originea xerică. Zada estică (Larix laricina (Du Roi) K. Koch) și mesteacăn de hârtie (Betula papyrifera Marshall) din estul Canadei au fost selectați pentru a reprezenta originea mesică. Pentru fiecare specie, jumătate din răsaduri au fost atribuite unui tratament bine udat (WW, 75% capacitate de reținere a apei (WHC) și cealaltă jumătate unui tratament cu apă slabă (LW, 35% WHC). După 20 de săptămâni de tratament, am colectat date cu privire la indicii morfologici ai înălțimii lăstarilor, diametrul gulerului rădăcinii, aria frunzelor totale și aria totală a rădăcinii; rata fotosintetică măsurată (A ora), rata de transpirațieE), eficiența fotosintetică a utilizării apei (WUE) și concentrația aparentă de clorofilă (Chl); răsaduri recoltate și alocarea măsurată a frunzei, tulpinii și rădăcinii de biomasă.

Rezultate

Am constatat că rata fotosintetică redusă, rata de transpirație și eficiența crescută a utilizării apei au fost răspunsuri fiziologice ale celor patru specii la secetă, iar răspunsurile au variat între specii. Toate răsadurile de zada nu au apărut fără vărsare de frunze, au supraviețuit prin tratamentul secetei și au prezentat o durată mai lungă și o toleranță ridicată la secetă. În condiții de apă slabă, rata de supraviețuire, biomasa, înălțimea lăstarilor, diametrul gulerului rădăcinii, suprafața totală a frunzelor, suprafața totală a rădăcinii și concentrația de clorofilă a puieților de mesteacăn au fost semnificativ reduse. Răspunsul răsadurilor la deficitele de apă a diferit, de asemenea, în funcție de originile semințelor. Originea xerică a laricului prințului Rupprecht a fost mai afectată decât originea mesică a laricului estic, în principal pentru că lariciul prințului Rupprecht provine dintr-o gamă mai restrânsă de regiuni muntoase, rezultând o adaptare mai mică a acestei specii la deficitele de apă, în timp ce lariciul estic a fost distribuit pe scară largă de-a lungul regiunilor de coastă., contribuind la o plasticitate fenotipică mai mare la condiții variabile ale solului. În mod similar, plasticitatea mai mare a mesteacănului de hârtie poate fi responsabilă pentru o performanță mai bună în tratamentul cu apă slabă decât mesteacanul alb.

Concluzii

Răsadurile de larice au fost mai puțin sensibile la deficitul de apă decât răsadurile de mesteacăn. Răsadurile de larice au fost caracteristicile unei strategii conservatoare de utilizare a apei, în timp ce răsadurile de mesteacăn au răspuns cu o strategie de utilizare a apei. Plasticitatea sau adaptarea răsadurilor depășește originile semințelor în determinarea răspunsurilor lor la secetă.

fundal

Supraviețuirea răsadurilor este adesea considerat cel mai important factor care afectează recrutarea, care ar afecta în mod semnificativ viitoarele procese și dinamica dezvoltării arboretelor forestiere (Cai și colab. 2013; Xiang și colab. 2016) și au fost de asemenea detectate efecte climatice semnificative asupra recrutării copacilor. Condițiile de temperatură asociate cu disponibilitatea apei s-au dovedit a fi un factor determinant important care afectează recrutarea copacilor în semi-naturale Larix-Picea-Abies păduri din nord-estul Chinei (Xiang et al. 2016). Pădurile de zada siberiană din Asia Centrală au cunoscut o lipsă de regenerare atribuită scăderii precipitațiilor estivale în cursul schimbărilor climatice (Dulamsuren și colab. 2010; 2013). Mortalitatea arborilor indusă de secetă părea a fi mai probabilă pentru copacii tineri sau bătrâni. Răsadurile sunt cea mai critică etapă de dezvoltare, deoarece sunt mai vulnerabile la constrângerile de mediu decât copacii maturi datorită sistemelor lor rădăcină slab dezvoltate (Allen și colab. 2010; Walck și colab. 2011; Galiano și colab. 2013). Prin urmare, sunt necesare informații despre răspunsul răsadurilor la scăderea anticipată a disponibilității apei, în special în regiunile susceptibile să aibă deficite de apă mai frecvente în deceniile următoare (Walck și Dixon 2009; Baeten și colab. 2010; Walck și colab. 2011).

În această lucrare, am selectat zada și mesteacanul alb de origine semințelor chinezești, zada de est și mesteacanul de hârtie de origine canadiană pentru a compara răspunsurile lor la secetă. Având în vedere diferitele habitate originale ale celor două perechi de specii, am emis ipoteza că: (i) creșterea puieților de mesteacăn este mai probabil să fie afectată de deficiența apei decât cea a puieților de larice; și (ii) răsaduri de zada și mesteacăn provenind dintr-o regiune xerică vor crește mai bine decât cele dintr-o regiune mezică ca răspuns la deficitul de apă.

Metode

Studiați specia și originea semințelor

Au fost selectate două perechi de specii de zada și mesteacăn, respectiv, din estul Canadei și din nordul Chinei pentru a reprezenta originile siturilor mezice și xerice, aria geografică și siturile, Fig. 1.