Ein grundlegendes Element des Pflanzenstoffwechsels ist der Wassertransport vom Boden zu den Blättern. In den meisten Pflanzen wird diese Aufgabe durch Xylem erleichtert, ein Gewebe, dessen Struktur hydraulische Pfade bereitstellt, die die Aufwärtsbewegung des Wassers unterstützen. Wenn Pflanzen Stressfaktoren wie Dürre ausgesetzt sind, reagieren sie, indem sie ihre Transporteigenschaften verändern. Daher ist ein genaues Verständnis ihrer hydraulischen Eigenschaften entscheidend für die Modellierung der Auswirkungen des Klimawandels auf Pflanzenpopulationen sowie für die Bereitstellung von Erkenntnissen darüber, wie sich die Wassernutzung von Pflanzenpopulationen auf die globalen Wasser-, Energie- und Kohlenstoffkreisläufe auswirkt.
Experten wurden jedoch durch die hydraulische Variabilität einzelner Pflanzen herausgefordert, selbst unter Mitgliedern derselben Art. Außerdem erfordert die direkte Messung interner Pflanzenstrukturen erheblich mehr Zeit und Ressourcen als externe Observables, wie z. B. die Blattgröße.
Luet al. Versuchen Sie, diese Schwierigkeiten zu umgehen, indem Sie ein Modell konstruieren, das sich auf eine leichter erhältliche Alternative stützt: Saftflussraten. Nach der Entwicklung eines Modells, das den Saftfluss auf der Grundlage hydraulischer Eigenschaften vorhersagt, wandten sie die Monte-Carlo-Methode der Markov-Kette an, um es so umzukehren, dass reale Beobachtungen des Saftflusses verwendet werden können, um auf die zugrunde liegenden hydraulischen Eigenschaften zu schließen. Sie leiteten ihre Eingabedaten aus Messungen aus dem Jahr 2015 ab, die im Norden von Michigan durchgeführt wurden.
Zusätzlich zu einer Reihe von synthetischen Tests verwendeten die Autoren Beobachtungen des Saftflusses von vier Baumarten: Rotahorn, Papierbirke, Espe und Weißkiefer. Ihr Ansatz prognostizierte erfolgreich Saftflusstrends aus Umweltdaten, wie z. B. atmosphärischen Bedingungen, und kann eine einzigartige Reaktion von jeder Baumart unterscheiden.
Diese neue Methode ebnet den Weg für ein besseres Verständnis von Variationen zwischen Arten und innerhalb von Arten bei der Reaktion auf großräumige Klimaereignisse. Dieser Ansatz könnte laut den Autoren durch die Integration zusätzlicher Umweltbeobachtungen weiter verbessert werden.
Die Studie wurde veröffentlicht in Journal of Geophysical Research: Biogeowissenschaften.
Yaojie Lu et al, Innerspezifische Variabilität hydraulischer Parameter von Pflanzen, abgeleitet aus Modellinversion von Saftflussdaten, Journal of Geophysical Research: Biogeowissenschaften (2022). DOI: 10.1029/2021JG006777
Diese Geschichte wurde mit freundlicher Genehmigung von Eos, gehostet von der American Geophysical Union, neu veröffentlicht. Lesen Sie die Originalgeschichtehier.