寒冷気候では、樹木の季節的変化（フェノロジー）は主に気温によって制御される。静止期の常緑針葉樹の幹を人工的に加熱する実験では、細胞分裂の再活性化を誘導できることが示され、気温が木材形成（木部形成）の引き金となることが実証された。将来予測される気温上昇により、春の木部形成が促進されると予想されるが、光周期の制約により、一部の北方および温帯種の気候温暖化への反応が制限される可能性がある。温帯および寒冷気候におけるほとんどの研究は、特に成長期の初めに雪解け水が豊富な水を提供し、春と夏に降雨が多く、水の利用可能性が木部形成の制限要因にならない生態系で実施されている。寒冷で干ばつが発生しやすい地域で降雨が木部形成の開始に及ぼす影響についてはほとんどわかっていない。
最近の Annals of Botany 木質形成を監視する ジュニペラス・プルゼワルスキー 北東チベット高原の極度に乾燥した条件下で木質植物を研究した結果、温度条件が良好な場合、生育期初期の降雨が木質部形成の重要な引き金となり得ることがわかった。木質部の成長は降雨に対しては正の有意な反応を示したが、温度に対しては反応しなかった。極度に乾燥した条件下で木質部形成の開始が遅れるのは、水理的障害に対するストレス回避戦略であると思われる。
1970 年代後半から気温が上昇し、地球上の多くの大陸地域で乾燥が進み、特に半乾燥林がさらなるストレスにさらされています。このような干ばつによるストレスは、木質形成の開始を遅らせたり、細胞生産を減らしたり、放射状成長の低下に寄与したりする可能性があります。木質形成の開始に対する降水量や土壌水分の潜在的な閾値を検出するには、長期にわたるモニタリングが必要です。
Ren, P., Rossi, S., Gricar, J., Liang, E., Cufar, K. (2015) 降水量はチベット高原北東部の Juniperus przewalskii における木質化の開始の引き金となるか? Annals of botany, 115(4): 629-639
一連の研究により、冬の休眠後に気温が樹木の木部形成の開始を誘発することが示されています。しかし、干ばつが発生しやすい地域では、水分の可用性が春の木部形成に影響を与えるかどうか、またどのように影響を与えるかについてはほとんどわかっていません。
成熟したキリアンジュニパー5本の木質形成をモニタリングした（ジュニペラス・プルゼワルスキー2009年から2011年にかけてチベット高原北東部の半乾燥地域でマイクロコアサンプルを採取し、木質バイオマス（木質バイオマス）の生産と成長に関する調査が行われました。木質バイオマス生産の単純な物理モデルが開発され、その感度が分析されました。その後、研究対象地の週ごとの木材生産データと気候データを使用して、気候と成長の関係が評価されました。
2010 年の木部形成開始の遅れは、標準化降水蒸発散指数 (SPEI) のマイナス値と、XNUMX 月初旬の連続した降雨なしの期間と一致していました。木材形成の主な期間は XNUMX 月と XNUMX 月で、XNUMX 月から XNUMX 月にかけての乾燥した状況により、木部細胞の数が少なくなりました。XNUMX 月の乾燥した状況により、木部分化が早期に停止する可能性があります。最終的な木部細胞数は、新しい細胞の生成期間ではなく、主に平均生成率によって決まりました。木部の成長は、降水量に対しては正の有意な反応を示しましたが、温度に対しては反応しませんでした。
晩春から夏にかけての降雨は、木質形成と木部細胞の生成の開始に重要な役割を果たす可能性があります。極度に乾燥した状況下で木質形成の開始が遅れるのは、水理的障害に対するストレス回避戦略であると思われます。したがって、これらの発見は、チベット高原北東部の極度に乾燥した状況に対する祁連ジュニパーの進化的適応を示している可能性があります。
