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Canopy isotopic investigation reveals different water uptake dynamics of maples and oaks
Phytochemistry ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-07-01 , DOI: 10.1016/j.phytochem.2020.112389
Matthew Lanning 1 , Lixin Wang 1 , Michael Benson 2 , Quan Zhang 3 , Kimberly A Novick 2
Affiliation  

Variations in drought responses exhibited by cohabiting tree species such as Acer sacharrum and Quercus alba have often been attributed to differences in rooting depth or water accessibility. A. sacharrum is thought to be a shallow rooted species, and is assumed to not have access to the deep and stable water resources available to Q. alba. As such, A. sacharrum conserves water by minimizing stomatal conductance under drought conditions whereas Q. alba does not. However, detailed records of sufficient temporal resolution which integrate water accessibility, meteorological drivers, and leaf level parameters (e.g., photosynthesis, stomatal conductance) are lacking, making such assumptions-though plausible- largely untested. In this study, we investigated the water accessibility of both maples (A. sacharrum) and oaks (Q. alba) during the late growing season using novel canopy stable isotope measurements. Our results showed that maples can draw from the same water pool as cohabitating oaks, but can also switch to a shallow water source in response to available moisture in the shallow soil profile. We also found that maples tended to use a deep water source under high vapor pressure deficit even when shallow soil water was available. On the other hand, oaks had consistent deep water access during our study period. It is noted that our measurements do not cover the whole growing season and should be extrapolated with caution. Such findings indicate that differences in leaf functions during drought between maples and oaks may be due to both soil water accessibility and atmospheric water demand.

中文翻译:

冠层同位素研究揭示了枫树和橡树不同的吸水动态

同居树种(如 Acer sacharrum 和 Quercus alba)表现出的干旱反应变化通常归因于生根深度或水可及性的差异。A. sacharrum 被认为是一种浅根物种,并且被认为无法获得 Q. alba 可用的深而稳定的水资源。因此,A. sacharrum 通过在干旱条件下最小化气孔导度来节约用水,而 Q. alba 则不然。然而,缺乏足够的时间分辨率的详细记录,这些记录整合了水的可及性、气象驱动因素和叶级参数(例如,光合作用、气孔导度),使得这些假设(尽管看似合理)在很大程度上未经检验。在这项研究中,我们调查了枫树 (A. sacharrum) 和橡树 (Q. alba) 在生长后期使用新型冠层稳定同位素测量。我们的结果表明,枫树可以从与同居橡树相同的水池中汲取水,但也可以根据浅层土壤剖面中的可用水分切换到浅水源。我们还发现,即使有浅层土壤水可用,枫树也倾向于在高蒸汽压不足的情况下使用深水源。另一方面,在我们的研究期间,橡树有一致的深水通道。需要注意的是,我们的测量并未涵盖整个生长季节,应谨慎推断。这些发现表明,枫树和橡树在干旱期间叶片功能的差异可能是由于土壤水分可及性和大气需水量。我们的结果表明,枫树可以从与同居橡树相同的水池中汲取水,但也可以根据浅层土壤剖面中的可用水分切换到浅水源。我们还发现,即使有浅层土壤水可用,枫树也倾向于在高蒸汽压不足的情况下使用深水源。另一方面,在我们的研究期间,橡树有一致的深水通道。需要注意的是,我们的测量并未涵盖整个生长季节,应谨慎推断。这些发现表明,枫树和橡树在干旱期间叶片功能的差异可能是由于土壤水分可及性和大气需水量。我们的结果表明,枫树可以从与同居橡树相同的水池中汲取水,但也可以根据浅层土壤剖面中的可用水分切换到浅水源。我们还发现,即使有浅层土壤水可用,枫树也倾向于在高蒸汽压不足的情况下使用深水源。另一方面,在我们的研究期间,橡树有一致的深水通道。需要注意的是,我们的测量并未涵盖整个生长季节,应谨慎推断。这些发现表明,枫树和橡树在干旱期间叶片功能的差异可能是由于土壤水分可及性和大气需水量。但也可以切换到浅水源以响应浅层土壤剖面中的可用水分。我们还发现,即使有浅层土壤水可用,枫树也倾向于在高蒸汽压不足的情况下使用深水源。另一方面,在我们的研究期间,橡树有一致的深水通道。需要注意的是,我们的测量并未涵盖整个生长季节,应谨慎推断。这些发现表明,枫树和橡树在干旱期间叶片功能的差异可能是由于土壤水分可及性和大气需水量。但也可以切换到浅水源以响应浅层土壤剖面中的可用水分。我们还发现,即使有浅层土壤水,枫树也倾向于在高蒸汽压不足的情况下使用深水源。另一方面,在我们的研究期间,橡树有一致的深水通道。需要注意的是,我们的测量并未涵盖整个生长季节,应谨慎推断。这些发现表明,枫树和橡树在干旱期间叶片功能的差异可能是由于土壤水分可及性和大气需水量。需要注意的是,我们的测量并未涵盖整个生长季节,应谨慎推断。这些发现表明,枫树和橡树在干旱期间叶片功能的差异可能是由于土壤水分可及性和大气需水量。需要注意的是,我们的测量并未涵盖整个生长季节,应谨慎推断。这些发现表明,枫树和橡树在干旱期间叶片功能的差异可能是由于土壤水分可及性和大气需水量。
更新日期:2020-07-01
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