Published July 2, 2015 | Version v1
Publication Open

The Sap Flow Dynamics and Response of Hedysarum scoparium to Environmental Factors in Semiarid Northwestern China

Creators

  • 1. Beijing Forestry University

Description

Hedysarum scoparium is an important, fast-growing and drought-resistant shrub that has been extensively used for grassland restoration and preventing desertification in semiarid regions of northwestern China. The primary objective of this study was to investigate the diurnal and seasonal variations in stem sap flow (Js) and its relation to environmental factors. The stem heat balance method was applied to plants that were approximately 17 years old (with diameters of 25, 16, 13, and 9 mm at ground level and heights of 3.1, 1.8, 1.7 and 1.4 m) and growing under natural conditions. The vertical soil temperature profile (ST), soil surface heat flux (SoilG), volumetric soil moisture content (SWC) and meteorological variables such as solar radiation (Rn), air temperature (Ta), vapour pressure deficit (VPD), wind speed (Ws) relative humidity (RH) and precipitation (P) were simultaneously measured at a meteorological station on site. Results indicated that Js varied regularly during the diurnal and seasonal term. The nocturnal Js was substantial, with a seasonal variation similar to the patterns of daytime Js. The magnitude of Js changed considerably between sunny and rainy days. Redundancy (RDA) and Kendall's tau analysis suggested that daily Js in large plants was more sensitive to environmental factors, and the variation in daily Js during the growing season could be described by a multiple linear regression against environmental variables including Ta, VPD, Ws, RH, ST, and SoilG. While the nocturnal Js in smaller plants was more sensitive to meteorological factors. Ta, VPD, and Ws were significantly correlated with nighttime Js. The hourly nighttime sap flow rate of H. scoparium corresponded closely to Ta and VPD following a non-linear pattern. The results of this study can be used to estimate the transpiration of H. scoparium.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

سكوباريوم القزحية هو شجيرة مهمة وسريعة النمو ومقاومة للجفاف تم استخدامها على نطاق واسع لاستعادة الأراضي العشبية ومنع التصحر في المناطق شبه القاحلة في شمال غرب الصين. كان الهدف الأساسي من هذه الدراسة هو التحقيق في الاختلافات النهارية والموسمية في تدفق النسغ الجذعي (Js) وعلاقته بالعوامل البيئية. تم تطبيق طريقة توازن الحرارة الجذعية على النباتات التي كان عمرها حوالي 17 عامًا (بأقطار 25 و 16 و 13 و 9 مم على مستوى الأرض وارتفاع 3.1 و 1.8 و 1.7 و 1.4 متر) وتنمو في ظل الظروف الطبيعية. تم قياس ملف درجة حرارة التربة الرأسي (ST)، وتدفق حرارة سطح التربة (SoilG)، ومحتوى رطوبة التربة الحجمي (SWC) ومتغيرات الأرصاد الجوية مثل الإشعاع الشمسي (Rn)، ودرجة حرارة الهواء (Ta)، وعجز ضغط البخار (VPD)، وسرعة الرياح (Ws) الرطوبة النسبية (RH) وهطول الأمطار (P) في وقت واحد في محطة الأرصاد الجوية في الموقع. أشارت النتائج إلى أن Js اختلفت بانتظام خلال الفصل النهاري والموسمي. كانت Js الليلية كبيرة، مع اختلاف موسمي مشابه لأنماط Js النهارية. تغير حجم Js بشكل كبير بين الأيام المشمسة والممطرة. التكرار (RDA) وتحليل تاو كيندال اقترح أن Js اليومية في المصانع الكبيرة كانت أكثر حساسية للعوامل البيئية، ويمكن وصف التباين في Js اليومية خلال موسم النمو من خلال الانحدار الخطي المتعدد ضد المتغيرات البيئية بما في ذلك Ta و VPD و Ws و RH و ST و SoilG. في حين أن Js الليلية في النباتات الصغيرة كانت أكثر حساسية لعوامل الأرصاد الجوية. تم ربط تا، في بي دي، و دبليو إس بشكل كبير مع Js ليلا. يتوافق معدل تدفق النسغ الليلي بالساعة لـ H. scoparium بشكل وثيق مع Ta و VPD باتباع نمط غير خطي. يمكن استخدام نتائج هذه الدراسة لتقدير نتح H. scoparium.

Translated Description (French)

L'hedysarum scoparium est un arbuste important, à croissance rapide et résistant à la sécheresse, largement utilisé pour la restauration des prairies et la prévention de la désertification dans les régions semi-arides du nord-ouest de la Chine. L'objectif principal de cette étude était d'étudier les variations diurnes et saisonnières du débit de sève des tiges (Js) et sa relation avec les facteurs environnementaux. La méthode d'équilibre thermique de la tige a été appliquée à des plantes âgées d'environ 17 ans (avec des diamètres de 25, 16, 13 et 9 mm au niveau du sol et des hauteurs de 3,1, 1,8, 1,7 et 1,4 m) et poussant dans des conditions naturelles. Le profil vertical de température du sol (ST), le flux de chaleur de surface du sol (SoilG), la teneur volumétrique en humidité du sol (SWC) et les variables météorologiques telles que le rayonnement solaire (Rn), la température de l'air (Ta), le déficit de pression de vapeur (VPD), la vitesse du vent (Ws), l'humidité relative (RH) et les précipitations (P) ont été mesurés simultanément à une station météorologique sur site. Les résultats ont indiqué que les J variaient régulièrement au cours du trimestre diurne et saisonnier. Les J nocturnes étaient substantiels, avec une variation saisonnière similaire aux modèles des J diurnes. La magnitude de Js a considérablement changé entre les jours ensoleillés et les jours pluvieux. La redondance (RDA) et l'analyse tau de Kendall ont suggéré que les J quotidiens dans les grandes plantes étaient plus sensibles aux facteurs environnementaux, et la variation des J quotidiens pendant la saison de croissance pourrait être décrite par une régression linéaire multiple par rapport à des variables environnementales comprenant Ta, VPD, Ws, RH, ST et SoilG. Alors que les J nocturnes chez les plantes plus petites étaient plus sensibles aux facteurs météorologiques. Ta, VPD et Ws étaient significativement corrélés avec les Js nocturnes. Le débit horaire de sève nocturne de H. scoparium correspondait étroitement à Ta et VPD suivant un schéma non linéaire. Les résultats de cette étude peuvent être utilisés pour estimer la transpiration de H. scoparium.

Translated Description (Spanish)

Hedysarum scoparium es un arbusto importante, de rápido crecimiento y resistente a la sequía que se ha utilizado ampliamente para la restauración de pastizales y la prevención de la desertificación en las regiones semiáridas del noroeste de China. El objetivo principal de este estudio fue investigar las variaciones diurnas y estacionales en el flujo de savia del tallo (Js) y su relación con los factores ambientales. El método de balance de calor del tallo se aplicó a plantas que tenían aproximadamente 17 años (con diámetros de 25, 16, 13 y 9 mm a nivel del suelo y alturas de 3.1, 1.8, 1.7 y 1.4 m) y que crecían en condiciones naturales. El perfil vertical de temperatura del suelo (ST), el flujo de calor de la superficie del suelo (SoilG), el contenido volumétrico de humedad del suelo (SWC) y las variables meteorológicas como la radiación solar (Rn), la temperatura del aire (Ta), el déficit de presión de vapor (VPD), la velocidad del viento (Ws), la humedad relativa (RH) y la precipitación (P) se midieron simultáneamente en una estación meteorológica en el sitio. Los resultados indicaron que las J variaban regularmente durante el periodo diurno y estacional. Las J nocturnas fueron sustanciales, con una variación estacional similar a los patrones de las J diurnas. La magnitud de Js cambió considerablemente entre los días soleados y lluviosos. La redundancia (RDA) y el análisis de tau de Kendall sugirieron que las J diarias en plantas grandes eran más sensibles a los factores ambientales, y la variación en las J diarias durante la temporada de crecimiento podría describirse mediante una regresión lineal múltiple contra variables ambientales que incluyen Ta, VPD, Ws, RH, ST y SoilG. Mientras que las J nocturnas en plantas más pequeñas eran más sensibles a los factores meteorológicos. Ta, VPD y Ws se correlacionaron significativamente con Js nocturnos. La tasa de flujo de savia nocturna por hora de H. scoparium correspondió estrechamente a Ta y VPD siguiendo un patrón no lineal. Los resultados de este estudio se pueden utilizar para estimar la transpiración de H. scoparium.

Files

journal.pone.0131683&type=printable.pdf

Files (3.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:11cd2efc738f25abca0706ce9433e56f
3.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
ديناميكيات تدفق النسغ واستجابة نطاق Hedysarum للعوامل البيئية في شمال غرب الصين شبه القاحلة
Translated title (French)
La dynamique de l'écoulement de la sève et la réponse du scoparium Hedysarum aux facteurs environnementaux dans le nord-ouest semi-aride de la Chine
Translated title (Spanish)
La dinámica del flujo de savia y la respuesta de Hedysarum scoparium a factores ambientales en el noroeste semiárido de China

Identifiers

Other
https://openalex.org/W1563888308
DOI
10.1371/journal.pone.0131683

Is supplement to
https://openalex.org/W2763010354 (Other)
https://openalex.org/W244753321 (Other)
https://openalex.org/W2394387861 (Other)
https://openalex.org/W2386916701 (Other)
https://openalex.org/W2373077213 (Other)
https://openalex.org/W2372155164 (Other)
https://openalex.org/W2369537552 (Other)
https://openalex.org/W2359744772 (Other)
https://openalex.org/W2347799917 (Other)
https://openalex.org/W2141353132 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W102168328
  • https://openalex.org/W1557781899
  • https://openalex.org/W1963662363
  • https://openalex.org/W1972473485
  • https://openalex.org/W1973454915
  • https://openalex.org/W1996591681
  • https://openalex.org/W2003566946
  • https://openalex.org/W2010504756
  • https://openalex.org/W2013579785
  • https://openalex.org/W2017867390
  • https://openalex.org/W2033970017
  • https://openalex.org/W2037561423
  • https://openalex.org/W2042505337
  • https://openalex.org/W2050698820
  • https://openalex.org/W2067502432
  • https://openalex.org/W2070274631
  • https://openalex.org/W2071553013
  • https://openalex.org/W2101071093
  • https://openalex.org/W2102520373
  • https://openalex.org/W2103213004
  • https://openalex.org/W2105259871
  • https://openalex.org/W2105522237
  • https://openalex.org/W2107053308
  • https://openalex.org/W2109888877
  • https://openalex.org/W2110644339
  • https://openalex.org/W2111582725
  • https://openalex.org/W2112780159
  • https://openalex.org/W2130867217
  • https://openalex.org/W2133590570
  • https://openalex.org/W2137644798
  • https://openalex.org/W2138630181
  • https://openalex.org/W2138679989
  • https://openalex.org/W2142404640
  • https://openalex.org/W2152107825
  • https://openalex.org/W2162935331
  • https://openalex.org/W2164630180
  • https://openalex.org/W2166668017
  • https://openalex.org/W2312527179
  • https://openalex.org/W2314290129
  • https://openalex.org/W2402908566