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计算模型为一些树根,比如松树和刺柏,在全球变暖的情况下如何应对干旱提供了线索。
 
这项新研究解决了这一领域的一个经典问题:在长期干旱的情况下,树木是为了获取水源而长出新的根系,还是依靠已经扎根的根系来生存?
 
布法罗大学(University at Buffalo)地理学教授、生态水文学专家斯科特•麦凯(Scott Mackay)表示,答案似乎是后者,至少对于一些生有圆锥形果实的树木(即针叶树)来说是如此
 
 
Mackay和他的同事想要找出松树和杜松是如何在长时间的干旱期获得水源的。
 
“地下是一种前沿,是一个越来越重要的研究领域。”
 
在模拟实验中,这两种树都经历了五年的干旱,当它们进入干旱期时,沐鸣杏3代理它们的深根已经深入到断裂的基岩中,在那里可以找到水。模拟的树木还以与真实树木相匹配的方式利用了水,这些真实树木在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯生存-死亡(SUMO)实验基地成功地经受住了干旱的考验
 
 
“当这个模型建立在地下水的根上时,没有一棵树死亡,”Mackay说。“在模拟开始后,当模型要求树木把根长到基岩里时,所有的树木都死了。长新根本身就需要水,花的时间太长了。”
 
地下发生了什么事?
 
《新植物学家》杂志的这一发现可能有助于解释为什么一些松树和杜松能够在干旱中存活下来,而周围的其他树木,包括同一物种的树木,却会死亡
 
 
对研究树木的科学家来说,无法透过土壤和基岩看到地下是一个令人沮丧的话题。Mackay的研究解决了这一难题,并提供了一种新的工具来找出下面可能发生的事情。
 
“很难看到树根发生了什么变化。把这些树挖出来是非常困难的,你会在这个过程中杀死它们,”Mackay说。“这个模型为我们提供了一个额外的视角来观察表面之下的世界。地下是一种前沿,是一个越来越重要的研究领域。”
 
 
这个新模型模拟了树木的行为,包括它们如何利用水和碳,它们都需要生长新的组织,包括树根。
 
 
“碳是通过光合作用获得的,它必须从树冠向下运输才能生根。水是运输过程的一部分,”Mackay说。
 
“因此,如果树木的根在干燥的土壤中,它们无法获得水分,杏彩3怎么成为代理这就会影响树木移动碳的能力,进而影响新根的生长。”我们的模型捕捉到了这种反馈。”
 
树根的压力
 
这项研究将有助于了解针叶林将如何应对气候变化的压力。
 
“科学家们正试图预测在气候变化的情况下,世界生物群系将会发生什么变化,而模型需要具有生理学上的现实性。在过去的干旱中,有大量的证据表明,我们可能认为是水文保护区——通过开发更深层的水资源而在干旱中幸存下来的木本物种的小块区域,”Mackay说。
 
“有些模型往往高估了树木的死亡率,因为它们无法捕捉到这些避难所。如果我们能更多地了解这些避难所以及它们是如何建立起来的,我们就能利用这些知识创造出更好的模型。”
 
其他合著者来自杜克大学、瑞士联邦森林、雪和景观研究所(WSL)、西北太平洋国家实验室、俄克拉荷马州立大学、犹他大学和布法罗大学。