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木本植物木质部栓塞测定技术的争议与进展

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气候变化导致的全球尺度的森林衰败死亡增多,以植物水分关系为核心的树木死亡机制成为研究热点,而木本植物长距离水分运输中的木质部栓塞的研究是植物水分关系的核心.本文声学检测法、非破坏性成像技术和低压液流技术3类测定木质部栓塞的技术方法进行综述.声学检测法的优点是对植物材料无破坏性且具有较高的时间分辨率,但测定结果的可靠性差,这种方法更倾向于定性检测木质部栓塞.核磁共振和微CT成像技术是近年来兴起的非破坏性成像技术,对植物材料无破坏性,可对导管无偏差的三维成像;尤其是微CT技术,其空间分辨率小于1 ～2 μm,可更详尽地呈现出木质部的栓塞程度和分布模式以及栓塞形成和修复的动态.应用微CT方法是未来研究中的趋势,但此装置还不易获取,因此在当前的木质部栓塞研究中还难以广泛应用.低压液流方法是近30年来测定木质部栓塞应用最广泛的方法,本文对此方法的原理及操作步骤进行介绍.近年有学者提出在测定过程中可能会出现“张力-剪断假象”,认为即使在水中剪断存在张力的枝条也会人为地增加所测样品的栓塞程度.这就质疑了之前树木栓塞日变化和栓塞修复的研究结果及用自然干燥法测定树木抗栓塞能力的研究结果.“张力-剪断假象”在植物水力研究领域引起激烈的讨论,之后有众多学者迅速设计针对性的试验开展研究,然而并没有重复出“张力-剪断假象”,并且认为避免“张力-剪断假象”的张力释放过程发生了栓塞修复.“张力-剪断假象”虽然对低压液流方法测定木质部栓塞引起争议,但此事件使研究者认识到严格、细心地进行木质部栓塞测定操作的重要性.最后提出应用低压液流技术测定木质部栓塞操作中应该注意的10项建议.
Progress and Controversy of Xylem Embolism Determination Techniques in Woody Plants

陈志成、姜丽娜、冯锦霞、万贤崇

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中国林业科学研究院林业新技术研究所 北京100091

声学检测法 核磁共振成像 微CT 低压液流 张力-剪断假象 栓塞修复

中国林业科学研究院基本科研业务费专项资金项目国家自然科学基金

CAFYBB2017SY04731290223

2018

10.11707/j.1001-7488.20180516

林业科学
中国林学会

林业科学

CSTPCDCSCD北大核心EI
影响因子：1.272
ISSN：1001-7488
年,卷(期)：2018.54(5)
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