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

De invloed van hoogteveranderingen op de plantentranspiratie werd geëvalueerd met behulp van blad-energiebalansvergelijkingen en bekende hoogteveranderingen in de fysische parameters die de waterdampdiffusie beïnvloeden. Gesimuleerde transpiratiefluxen voor grote bladeren met lage en hoge huidmondjesweerstanden tegen waterdampdiffusie werden vergeleken met kleine bladeren met identieke huidmondjesweerstanden op hoogten variërend van zeeniveau tot 4 km. De specifieke invloed van verschillende luchttemperatuurvervalgraden werd ook getest. Validatie van de gesimuleerde resultaten werd bereikt door vergelijking van actuele veldmetingen op een laaggelegen (300 m) woestijnlocatie met soortgelijke metingen op een hooggelegen (2.560 m) bergonderzoekslocatie. Er werd een nauwe overeenkomst waargenomen tussen de voorspelde en de gemeten waarden van de transpiratie voor de geteste omgevings- en bladparameters. De zonnestraling en de diffusiecoëfficiënt voor waterdamp in de lucht (D wv) namen aanzienlijk toe naarmate de hoogte toenam, terwijl de lucht- en bladtemperaturen, het verschil in waterdampconcentratie tussen het blad en de lucht, de langegolfstraling en de warmtegeleidingscoëfficiënt voor warmte in de lucht afnamen naarmate de hoogte toenam. Deze veranderingen resulteerden in temperaturen voor zonverlichte bladeren die verder boven de luchttemperatuur lagen op grotere hoogten, vooral voor grote bladeren. Voor grote bladeren met een lage huidmondjesweerstand kwamen de transpiratiefluxen voor woestijnplanten op lage hoogte dicht in de buurt van die voorspeld voor planten op grote hoogte, ook al waren de temperaturen van de zonverlichte bladeren van deze bergplanten meer dan 10°C koeler. Simulatie van omstandigheden met een laag verloop van de luchttemperatuur (0.003° C m-1 en 0.004° C m-1) resulteerde in voorspelde transpiratiefluxen die groter waren dan die berekend voor het woestijngebied. De transpiratie voor kleinere bladeren nam af naarmate de hoogte toenam voor alle geteste variatiesnelheden (0,003° C m-1 tot 0,010° C m-1). De transpiratiefluxen op grotere hoogte waren echter aanzienlijk groter dan verwacht voor alle bladeren, vooral voor grotere bladeren, als gevolg van de sterke invloed van de toegenomen zonnewarmte en een grotere D wv. Deze resultaten worden besproken in termen van overeenkomsten in bladstructuur en habitus tussen woestijnplanten op lage hoogte en alpiene en subalpiene planten op hoge hoogte.