在气候变化改变供水raybet雷竞技最新
威廉·j·戴维斯
5.1简介:气候变化及其对植物生长和功能的影响raybet雷竞技最新
降雨模式变得更加不可预测的气候变化,植物会受到增加土壤水分有效性的波动。raybet雷竞技最新这些波动可能会对植物造成实质性影响自然社区和农业作物(戴维斯&高英,1999)。例如,Silvertown等等。(1999)显示如何小敏感的植物群落组成土壤水分状况的变化。这种成分变化的机制可能是下面讨论的响应的组合。这些可能是扰动在工厂液压或植物化学与驱动变量变化成为一个直接或间接结果土壤干燥或两者的结合,例如,减少土壤水的可用性将降低植物吸收,但还可以限制营养吸收根和运输的芽。N沉积的变化和由此产生的营养状态的生态系统也可能是环境变化的直接结果,和其他高英最近的工作和同事(史蒂文斯et al ., 2004)表明N沉积的变化只有2.5公斤是第一年可能导致植物物种的添加或删除从4平方米的样方酸草原社区。其他环境变化是人类活动的结果,如继续在大气中臭氧浓度的增加,也会显著影响植物水关系和与其他重要的气候变化突出的地位,但这个变量的具体行动超出了本文的范围。
结果如史蒂文斯et al。(2004)显示清楚,减少植物生长只能带来的非常小的减少水和养分的可用性。同样,波伊尔(1982)作出了重要的一点,当操作条件下灌溉、化肥和其它供应充足的管理艾滋病,我们农民的收成,只有大约20%的创纪录的产量。这再次主张高度的敏感性植物的生长和发展土壤和大气水的变化状态。
降水导致过度泛滥的土壤将减少植物的根部周围的氧气分压,从而通常会降低他们的渗透系数,减少水吸收。因此,直觉相反,植物水赤字可以结果,即使有大量的水在土壤(杰克逊et al ., 1995)。这种变化在植物水会减少植物的生长状态,将任何附加flood-induced化学扰动,包括修改在土壤和植物激素含量(例如其他&杰克逊,1998)和有毒代谢产物的积累。
这个简介应该足够的强调,甚至环境的细微变化都可能产生重大影响,自然植物群落的组成和功能,在农业的生产力甚至世界产量最高的地区。随着气候变化,raybet雷竞技最新重要的是,我们理解的基础压力诱导植物生长和功能的变化,如果可能的干预,通过植物改善或管理项目,维持生物多样性的自然社区理想的食品生产和维护,特别是在一些最水的稀缺,人口稠密的地区,我们的星球。本文强调一些最敏感的限制植物的生长和功能所强加的缺水。我们也关注一些这方面的知识可能的开发来帮助维持生产的食品越来越具有挑战性的环境条件下的农民。
5.2干燥土壤中生长的植物
5.2.1液压调节经济增长
土壤水的可用性降低,水吸收根减少(见下文)和扩大细胞的水势会减少。总是这将限制增长,对芽的生长速率的影响大于对根的生长(见,例如大幅et al ., 2004)。其他植物部分的增长导致作物产量降低不同敏感水潜力(韦斯特盖特&波伊尔,1985),这可能是减少增长的一些器官的灵敏度低水势是由溶质积累扩大植物部分(锋利&戴维斯,1979)。溶质积累在根部似乎在低水位维持一些增长,尽管速度降低,膨维护芽并不总是维持增长,甚至可以是一个逆溶质积累在植物细胞的程度之间的关系和经济增长,碳水化合物积累在植物细胞扩张以低水势是有限的。尽管如此,小麦线路的选择能力,在水中溶质积累导致产量提高稀缺环境(摩根,2000)。这未必是一个持续扩张的结果营养植物水势较低部分由于溶质的监管可以有其他有益的影响功能的植物,如推迟潜在的破坏性的浓度ABA的积累(脱落酸)发展中繁殖的植物部分。
溶质监管的有益作用对作物产量在某些情况下,即使膨维护不足以维持拍摄增长水势较低,说明有效过程的复杂性导致生殖产生。当然,这是众所周知的,植物育种者和理查兹(2004)最近强调了这一事实持续产量水稀缺环境中通常可以确保操作的过程没有直接关系干旱宽容,甚至与植物水分关系。
之间的溶质转移器官来维持种子产量可以促进土壤干燥,即使在减少土壤水分的影响可用性的情况下是如此微妙,没有植物水分状况的变化是显而易见的。在某些情况下这些变化在异速生长的关系甚至可以增加种子产量。在最近的一篇论文杨et al .(2000),土壤氮在高速增长阶段的小麦收成减少种子产量与作物生长与略低氮。这是因为高土壤N延迟衰老和高碳水化合物的比例在植物的茎被困在non-senescing植物。亏灌溉动员这等发展中谷物储备从茎植物种植的种子产量高N显著增强的富水相比,高氮的植物。仅亏灌溉处理对种子产量没有影响低氮吸收的植物(杨et al ., 2000)。
许多环境压力将对植物细胞的生长的影响通过对细胞的水力关系产生影响。因此这些压力可以直接影响植物的生长自细胞膨是经济增长的动力,和积极的膨需要伸展细胞壁不可逆转。变化在细胞水关系也可以间接地限制增长对细胞代谢的影响,可以改变的细胞细胞器和大分子之间的空间关系的变化或变化在细胞内溶质的浓度(Kaiser, 1987)。应激改变细胞壁的性质也会影响作物的生长速度,和这些属性可能改变化学信号的影响或改变细胞壁溶解物集中。化学信号的影响将在下面详细讨论。
改变细胞的影响液压关系呈现增长的细胞通常通过洛克哈特方程。这种治疗表明,增长率是线性相关的细胞膨高于阈值,与关系的斜率是细胞壁的功能可扩展性。阈值浮夸和细胞壁可扩展性都是由这个模型作为代谢控制(例如Pritchard &灰岩洞,1993)。另一种模型膨作为开关,而不是一个比例控制器(例如朱&波伊尔,1992),与另一个变量的增长率由细胞壁等属性。
它并没有被证明是容易收集数据来支持增长的洛克哈特模型控制、生长和细胞水关系必须以相同的细胞。即使在一个日益增长的器官,如根尖可能访问水评价的关系,很明显,细胞在不同地区不断增长的区域增长速度不同(图5.1)和不同敏感等压力减少细胞水势(见,例如大幅et al ., 2004)。如果这人口的细胞作为回应相同的水势降低然后明显Lockhartian增长率和膨将观察之间的关系。这将出现因为停止生长的细胞远端提示,细胞的增长放缓在另一个区域只有几毫米的提示和维护细胞的增长接近顶端(见Spollen
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