Plant transpiration at high elevations: Theory, field measurements, and comparisons with desert plants

葉のエネルギーバランス方程式と水蒸気拡散に影響を与える物理パラメータのよく知られた標高変化を用いて、植物の蒸散に対する標高変化の影響が評価された。 水蒸気拡散に対する気孔抵抗が低い大型葉と高い小型葉の蒸散フラックスのシミュレーションを、海抜4kmの範囲で同一の気孔抵抗の小型葉と比較した。 また、様々な気温経過率の影響も検証した。 シミュレーション結果の検証は、標高の低い（300 m）砂漠地帯で行われた実測値と、標高の高い（2,560 m）山岳地帯の調査地点で行われた同様の測定値を比較することで行われた。 標高の上昇に伴い、日射量と空気中の水蒸気の拡散係数（D wv）は大幅に増加したが、空気と葉の温度、葉と空気の水蒸気濃度差、長波放射照度、空気中の熱伝導率は標高の上昇に伴い減少した。 これらの変化により、特に大きな葉では、標高が高いほど日照葉の温度は気温よりさらに高くなることがわかった。 気孔抵抗の低い大きな葉では、標高の低い砂漠の植物の蒸散フラックスは、これらの山の植物の日照葉の温度が10℃以上低いにもかかわらず、標高の高い植物の予測値に近いものであった。 低い気温経過率（0.003°C m-1と0.004°C m-1）の条件をシミュレーションした結果、蒸散フラックスの予測値は砂漠のサイトで計算した値より大きくなった。 小さい葉の蒸散量は、テストしたすべての経過率（0.003° C m-1 から 0.010° C m-1）において、標高が高くなるにつれて減少した。 しかし、標高の高いところでの蒸散フラックスは、すべての葉、特に大きな葉で予想よりもかなり大きくなった。これは、太陽熱の増加とDwvが大きいことの強い影響によるものである。 これらの結果について、低標高の砂漠植物と高標高の高山・亜高山植物で観察される葉の構造や植物の習性の類似性という観点から考察した。