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文章基本信息

  • 标题:高木の通水構造と機能
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  • 作者:石井 弘明 ; 東 若菜 ; 新良貴 歩美
  • 期刊名称:日本森林学会誌
  • 印刷版ISSN:1349-8509
  • 电子版ISSN:1882-398X
  • 出版年度:2017
  • 卷号:99
  • 期号:2
  • 页码:74-83
  • DOI:10.4005/jjfs.99.74
  • 语种:Japanese
  • 出版社:The Japanese Forest Society
  • 摘要:高木における水輸送は,長距離輸送によって生じる通水抵抗に加えて,重力による静水圧の影響を受けるため,梢端部では生理機能や形態形成が抑制され,樹高成長が制限されると考えられてきた.木部の水透過性は力学的支持や水ストレス耐性と機能的トレードオフ関係にあるだけでなく,気孔からのCO2 吸収制限や物質配分を介して光合成生産にも影響する.光資源が豊富な梢端部では高い光合成生産が期待できるため,水分通道制限に対する適応・順化・補償メカニズムの存在が示唆されてきた.近年の研究から,高い水透過性と水ストレス耐性を実現する木部細胞の構造や,高さに対する様々な適応・順化反応,水分通道制限を補償する貯水機能など,新たな知見が明らかになった.さらに,個体内の通水構造が可塑的に変異すること,木部の水透過性が短期的に変化することが明らかになった.その結果,高木の通水構造は,抵抗だけが連なった単純な回路ではなく,ブレーカーのような安全装置やコンデンサーのような貯留装置などを含む複雑な水輸送経路であることがわかってきた.更なる研究の発展により,高木の通水構造の全体像が明らかになり,総合的な理解が進むことが期待される.
  • 其他摘要:Water transport in tall trees occurs over long-distances from roots to leaves, as well as against the gravitational hydrostatic gradient. The resulting water stress and physiological/morphological constraints of treetop leaves was considered the main cause of height-growth limitation. In tall trees, there is functional trade-off of xylem hydraulic efficiency relative to hydraulic safety and water-stress adaptation. In addition, xylem hydraulic properties affect photosynthetic production by regulating CO2 uptake through stomata and resource allocation. Because the well-illuminated treetop environment can yield potentially high photosynthetic production, researchers have suggested mechanisms that allow tall trees to adapt/acclimate to, or compensate for, hydraulic limitation. Recent research has revealed new insights, such as structural characteristics of xylem cells for hydraulic efficiency and safety, adaptation/acclimation of xylem structure and function to increasing height, and hydraulic capacitance of leaf and sapwood that compensates for hydraulic limitation. New findings have revealed variability of hydraulic architecture due to high phenotypic plasticity and short-term changes in hydraulic conductivity within tall trees. In tall trees, the water transport pathway connecting soil-plant-atmosphere is not a simple circuit consisting only of resistances, but includes circuit-breaker-like safety buffers and capacitor-like storage mechanisms. Further research should elucidate, in its entirety, the hydraulic architecture of tall trees, and lead to integrated understanding tall-tree ecophysiology.
  • 关键词:水分生理;水ポテンシャル;樹高成長;通道組織;水透過性
  • 其他关键词:water relations;water potential;height growth;xylem structure;hydraulic conductance
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