Plant transpiration at high elevations: Teori, fältmätningar och jämförelser med ökenväxter

Inverkan av höjdförändringar på växters transpiration utvärderades med hjälp av ekvationer för bladens energibalans och välkända höjdförändringar i de fysiska parametrar som påverkar spridningen av vattenånga. Simulerade transpirationsflöden för stora blad med lågt och högt stomatalt motstånd mot vattenånga-diffusion jämfördes med små blad med identiskt stomatalt motstånd på höjder från havsnivå till 4 km. Det specifika inflytandet av olika lufttemperaturer testades också. Validering av de simulerade resultaten genomfördes genom att jämföra faktiska fältmätningar som utfördes på en ökenplats på låg höjd (300 m) med liknande mätningar på en forskningsanläggning på hög höjd (2560 m) i bergen. Betydande ökningar av solinstrålningen och diffusionskoefficienten för vattenånga i luft (D wv) inträffade med ökande höjd, medan luft- och bladtemperaturer, skillnaden i koncentrationen av vattenånga mellan bladet och luften, långvågsinstrålning och värmeledningskoefficienten för värme i luft minskade med ökande höjd. Dessa förändringar resulterade i temperaturer för solbelysta blad som låg längre över lufttemperaturen på högre höjder, särskilt för stora blad. För stora blad med låga stomatresistanser låg transpirationsflödena för ökenväxter på låg höjd nära de flöden som förutspås för växter på hög höjd, trots att de solbelysta bladtemperaturerna hos dessa bergsväxter var mer än 10 °C kallare. Simulering av förhållanden med en låg lufttemperaturförlust (0,003° C m-1 och 0,004° C m-1) resulterade i förutsagda transpirationsflöden som var större än de som beräknats för ökenområdet. Transpirationen för mindre blad minskade med höjden för alla testade hastigheter (0,003° C m-1 till 0,010° C m-1). Transpirationsflödena på högre höjder var dock betydligt större än förväntat för alla blad, särskilt större blad, på grund av det starka inflytandet från ökad solvärme och en större D wv. Dessa resultat diskuteras i termer av likheter i bladstruktur och växtvanor som observerats bland ökenväxter på låg höjd och alpina och subalpina växter på hög höjd.