유압 재배포

Hydraulic redistribution

수압 재분배는 습한 토양에서 지하 네트워크를 통해 건조한 [1]토양으로 물이 운반되는 수동적인 메커니즘이다.그것은 일반적으로 습기와 건조한 토양에 뿌리를 두고 있는 혈관 식물, 특히 물 테이블까지 수직으로 자라는 수근과 표면에 가까운 측면 뿌리를 가진 식물에서 발생합니다.1980년대 후반, 이러한 지하 [2]네트워크의 전체 범위를 이해하려는 움직임이 있었다.그 이후 혈관식물은 수분 [1][3][4]재분배를 촉진하기 위해 뿌리 시스템에서 자라는 균류 네트워크에 의해 도움을 받는 것으로 밝혀졌다.

과정

지표면 토양이 건조할 때 지표면 뿌리에서 수분을 배출할 정도로 건조할 경우 물을 교체하지 않는 한 해당 측면 뿌리는 사망에 이르게 된다.마찬가지로, 측면 뿌리가 홍수로 범람하는 극도로 습한 조건에서 산소 부족은 뿌리 위험으로 이어질 수 있다.수압의 재분배를 보이는 식물에서는, 목질 경로가 탭뿌리에서 측방으로 흐르기 때문에 측방에 수분이 없거나 풍부하면 전위 당김과 유사한 압력 잠재력이 생긴다.가뭄 상태에서는 지하수가 수돗물을 통해 수평으로 끌어올려 지표면 토양으로 배출되어 손실된 물을 보충한다.홍수 조건 하에서 식물 뿌리는 반대 방향에서도 유사한 기능을 수행한다.

흔히 유압 리프트라고 하지만 식물의 뿌리에 의한 물의 움직임은 어느 [5][6][7]방향에서나 일어나는 것으로 나타났습니다.이 현상은 다양한 종류의 식물(초본, 풀에서 관목, [8][9][10]나무까지)과 다양한 환경 조건(칼라하리 사막에서 아마존 [8][9][11][12]열대우림까지)에 걸쳐 60종 이상의 식물 종에서 입증되었습니다.

원인들

주요 기사:응집 장력

이 물의 움직임은 식물 전체의 물 수송 이론에 의해 설명될 수 있다.이 잘 확립된 수상 수송 이론은 응집력-장력 이론이라고 불립니다.간단히 말해서, 식물 전체의 물의 움직임은 잎에서 뿌리까지 연속적인 물기둥을 갖는 것에 달려있다는 것을 설명합니다.물은 뿌리에서 식물의 혈관계를 따라 움직이는 잎으로 끌어올려지며, 이 모든 것은 토양과 대기의 경계층의 물 전위 차이에 의해 촉진된다.따라서 식물을 통해 물을 이동시키는 원동력은 물 분자의 응집력과 뿌리부터 잎까지의 압력 경사이다.이 이론은 대기에 대한 경계층이 닫혀 있을 때(예: 식물 기공이 닫혀 있을 때 또는 고령 [13]식물에서) 여전히 적용된다.압력 구배는 다른 수전위를 가진 토양층 사이에서 발전하여 식물이 증식할 때와 유사한 방식으로 물이 더 습한 토양층에서 건조한 토양층으로 이동하도록 한다.

균류 협회

주요 기사:균근망

수력 리프트는 물과 다른 필수 영양소의 수송에 숙주 식물과 [2]그 주변 식물을 돕는 것으로 알려져 있다.그 때,[2] 물이나 토양의 영양소가 주로 야간에 혈관화된 숙주에서 토양으로 이동하는 것을 나타내는 유압 리프트.그리고 2000년대 연구 후 식물 뿌리에 의해 나타나는 쌍방향적이고 수동적인 움직임과 균근 [2][3][14]네트워크에 의해 더욱 도움을 받는 것을 설명하는 보다 포괄적인 단어가 고려되었다.2015년 연구에서는 숙주와 곰팡이 사이의 "수압 재분배된 물의 직접 전달"이 주변 뿌리 [3]시스템으로 설명되었습니다.전술한 바와 같이, 수력 재분배는 물뿐만 아니라 영양분도 [14]운반한다.물과 영양 네트워크를 형성할 가능성이 가장 높은 균류는 외균근과 관절근이다.[3]

중요성

이 현상을 더 주의 깊게 조사함에 따라 수력 재분배수의 생태학적 중요성은 더욱 잘 이해되고 있다.식물 뿌리에 의한 물의 재분배는 농작물 관개에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌으며, 물 공급 계획은 토양 습기에 가혹한 이질성을 남긴다.이러한 영향 프로세스는 묘목의 [3][4]성공에도 도움이 됩니다.식물의 뿌리는 토양 수분을 매끄럽게 하거나 균질화하는 것으로 나타났다.이런 종류의 토양 습기 제거는 식물의 뿌리 건강을 유지하는데 중요하다.깊은 습기 층에서 얕은 건조 층으로 큰 나무가 물을 재배포하면 증산 수요를 충족시키기 위해 낮에 사용 가능한 수분이 증가하는 것으로 나타났습니다.

수력 재배포의 영향은 식물 생태계에 중요한 영향을 미치는 것으로 보인다.식물이 토양층을 통해 물을 재배포하는지 여부는 인접 [15]종의 촉진과 같은 식물 개체군 역학에 영향을 미칠 수 있다.또한 낮 동안 토양 수분의 증가는 가뭄으로 인한 낮은 증산율을 상쇄하거나(가뭄 근생성 참조) 경쟁 식물 종 간의 물 경쟁을 완화시킬 수 있다.또한 가까운 표면층으로 재배포되는 물은 식물 영양소의 [16]가용성에 영향을 미칠 수 있다.

관찰 및 모델링

유압으로 재배포된 물의 생태학적 중요성으로 인해, 이러한 행동을 보이는 식물의 분류를 계속하고 모델 예측을 개선하기 위해 이 생리 과정을 육상-표면 모델에 적용하려는 지속적인 노력이 있다.

유압 재분배를 관찰하는 전통적인 방법에는 중수소 동위원소 흔적,[7][9][12][17] 수액 흐름 [8][11][18][19]및 토양 수분 [6][9]등이 있습니다.재배포된 물의 크기를 특성화하기 위해 수많은 모델(경험적 및 이론적으로 모두)이 개발되었다.[20]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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