Tín hiệu khí hậu trong góc vi sợi xcellulo và đường kính tracheid bán kính của Picea crassifolia ở các độ cao khác nhau trên cao nguyên Tây Tạng, tây bắc Trung Quốc

Wood Science and Technology - Tập 49 - Trang 1307-1318 - 2015
Jinmei Xu1, Jianxiong Lu1, Robert Evans2, Geoffrey M. Downes3
1State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding, Research Institute of Wood Industry, Chinese Academy of Forestry, Beijing, China
2CSIRO Materials Science and Engineering, Clayton South, Australia
3CSIRO Ecosystem Sciences and CRC Forestry, Hobart, Australia

Tóm tắt

Ít được chú ý đến các tín hiệu khí hậu trong các thuộc tính gỗ, chẳng hạn như góc vi sợi xcellulo (MFA) và đường kính tracheid bán kính (TRD). Trong bài viết này, sự biến đổi theo năm của MFA và TRD đã được đo bằng SilviScan-3 trên những cây Picea crassifolia được xác định tuổi tại ba độ cao khác nhau trên cao nguyên Tây Tạng phía đông bắc. Các tín hiệu khí hậu được ghi nhận trong MFA và TRD đã được phân tích bằng các phương pháp địa sinh học. Biến đổi hàng năm của MFA và TRD có liên quan mạnh mẽ đến các tín hiệu khí hậu tần số cao. Cả MFA và TRD đều có tương quan âm với nhiệt độ và tương quan dương với lượng mưa. Nhiệt độ có ảnh hưởng tương tự đối với MFA và TRD ở ba độ cao khác nhau, trong khi ảnh hưởng của lượng mưa giảm với việc tăng độ cao. MFA có sự tương quan âm với TRD, và mối quan hệ nội bộ giữa MFA và TRD (R_t) thay đổi theo từng năm lịch. Nhiệt độ và lượng mưa có ảnh hưởng mạnh đến R_t. Nhiệt độ có tương quan dương với R_t, và lượng mưa có tương quan âm với R_t. Ảnh hưởng của nhiệt độ mạnh hơn so với lượng mưa. Ảnh hưởng của nhiệt độ tăng lên khi độ cao tăng, trong khi ảnh hưởng của lượng mưa giảm đi khi độ cao tăng. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng cây có thể thay đổi các đặc điểm nội tại của mình để thích ứng với khí hậu đang thay đổi.

Từ khóa

#MFA #TRD #khí hậu #Picea crassifolia #cao nguyên Tây Tạng

Tài liệu tham khảo

Anagnost SE, Mark RE, Hanna RB (2002) Variation of microfibril angle within individual tracheids. Wood Fiber Sci 34:337–349 Antonova GF, Stasova VV (1993) Effects of environmental factors on wood formation in Scots pine stems. Trees 7:214–219 Bergander A, Salmén L (2002) Cell wall properties and their effects on the mechanical properties of fibres. J Mat Sci 37:151–156 Biondi F, Waikul K (2004) DENDROCLIM2002: a C++ program for statistical calibration of climate signals in tree-ring chronologies. Comp Geosci 30(3):303–311 Briffa K, Jones PD (1990) Basic chronology statistics and assessment. In: Cook E, Kairiukstis LA (eds) Methods of dendrochronology: applications in the environmental sciences. Kluwer, The Netherlands, pp 137–152 Cook ER (1985) A time-series analysis approach to tree-ring standardization. Ph.D. thesis, The University of Arizona, USA Cook ER, Kairiukstis LA (1990) Methods of dendrochronology. Application in environmental sciences. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht Crosby CM, DeZeeuw C, Marton R (1972) Fibrillar angle variation in red pine determined by Senarmont compensation. Wood Sci Technol 6:185–195 Donaldson L (2008) Microfibril angle: measurement, variation and relationships—review. IAWA J 29:345–386 Downes GM, Wimmer R, Evans R (2002) Understanding wood formation: gains to commercial forestry through tree-ring research. Dendrochronologia 20(1–2):37–51 Drew DM, Downes GM, O’Grady AP, Read J, Worledge D (2009) High resolution temporal variation in wood properties in irrigated and non-irrigated Eucalyptus globules. Ann For Sci 66:406 Drew DM, Downes GM, Battaglia M (2010) Cambium, a process-based model of daily xylem development in Eucalyptus. J Theor Biol 264:395–406 Drew MD, Allen K, Downes MG, Evans R, Battaglia M, Baker P (2013) Wood properties in a long-lived conifer reveal strong climate signals where ring-width series do not. Tree Physiol 33:37–47 Eilmann B, Zweifel R, Buchmann N, Fonti P, Rigling A (2009) Drought induced adaptation of xylem in Scots pine and pubescent oak. Tree Physiol 29(8):1011–1020 Evans R (1994) Rapid measurement of the transverse dimensions of tracheids in radial wood sections from Pinus radiata. Holzforschung 48:168–172 Evans R (1999) A variance approach to the X-ray diffractometric estimation of microfibril angle in wood. Appita J 24:283–289 Evans R, Ilic J (2001) Rapid prediction of wood stiffness from microfibril angle and density. For Prod J 51:53–57 Evans R, Stuart SA, Vander TJ (1996) Microfibril angle scanning of increment cores by X-ray densitometry. Appita J 49:411–414 Fonti P, Arx G, García-González I, Eilmann B, Sass-Klaassen U, Gärtner H, Eckstein D (2010) Studying global change through investigation of the plastic responses of xylem anatomy in tree rings. New Phytol 185:42–53 Fritts HC (2001) Tree rings and climate. Blackburn Press, Caldwell Gou XH, Chen FH, Yang MX, Peng JF, Qiang WY, Chen T (2004) Analysis of the tree-ring width chronology of Qilian Mountains at different elevation. Acta Ecol Sin 24(1):172–176 Hiller CH (1964) Correlation of fibril angle with wall thickness of tracheids in summerwood of slash and loblolly pine. Tappi J 47:125–128 Hiller CH, Brown RS (1967) Comparison of dimensions and fibril angles of loblolly pine tracheids formed in wet or dry growing seasons. Am J Bot 54:453–460 Horacek P, Slezingerova J, Gandelova L (1999) Effects of environment on the xylogenesis of Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.). In: Wimmer R (ed) Tree-ring analysis. CAB International, Oxon, pp 33–53 Hou AM, Peng SL, Zhou GY (1999) The study of the reactions of tree rings to the climate change and its applications. Ecol Sci 18(3):16–23 Lindström H, Evans JW, Verrill SP (1998) Influence of cambial age and growth conditions on microfibril angle in young Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.). Holzforschung 52:573–581 Niklas KJ (1992) Plant biomechanics: an engineering approach to plant form and function. The University of Chicago Press, Chicago Okuyama T, Toshida M, Yamamoto H (1995) An estimation of the turgor pressure changes as one of the factors of growth stress generation in cell walls. Mokuzai Gakkaishi 41:114–117 Rossi S, Simard S, Rathgeber CBK, Deslauriers A, Zan CD (2009) Effects of a 20-day-long dry period on cambial and apical meristem growth in Abies balsamea seedlings. Trees 23:85–93 Wilson BF, Archer RA (1979) Tree design: some biological solutions to mechanical problems. Bioscience 9:293–298 Wimmer R, Downes GM (2003) Temporal variation of the ring width–wood density relationship in Norway spruce growing under two levels of anthropogenic disturbance. IAWA J 24:53–61 Wimmer R, Downes GM, Evans R (2002) Temporal variation of microfibril angle in Eucalyptus nitens grown in different irrigation regimes. Tree Physiol 227:449–457 Xu JM, Lu JX, Bao FC, Evans R, Downes MG, Huang RF, Zhao YK (2012) Cellulose microfibril angle variation in Picea crassifolia tree rings improves climate signals on the Tibetan plateau. Trees 26:1007–1016 Xu JM, Lu JX, Bao FC, Evans R, Downes MG (2013) Climate response of cell characteristics in tree rings of Picea crassifolia. Holzforschung 67(2):217–225