華南植物園舉辦“植物水分改變地球”琪林科學講壇
10月18日，“琪林科學講壇”邀請到中科院華南植物園的劉慧博士作以“水往高處流——植物水分改變地球”為主題的科普講座。劉博士以豐富多彩的圖文與視頻相結合的方式，用生動的語言解釋了“植物如何將水運上大樹？”和“植物為什么要將水向上運輸？”兩個問題，她向大家詳細介紹植物根、莖、葉運輸水分的知識和最新的科學研究案例，并講述植物由海洋向陸地演化的故事，在讓大家感受“植物改變地球的力量”的同時，明白全球水分平衡的重要性和氣候變化中植物承擔的重要角色，從而對水資源利用和植物生態學有更深入的科學認識。
從古至今，人們從不缺乏研究植物水分運輸的好奇心。那么植物是如何將水運上大樹的呢？劉慧博士首先就這個問題，帶領大家開啟了植物運輸水分的探秘之旅。植物運輸水分的動力是什么呢？用蒸騰拉力-內聚力-張力理論可以解釋這一個問題，實際上，植物水分向上運輸動力就是由蒸騰帶來的張力，同時，水分子之間的內聚力保持水柱不斷向上。接下來，她為大家介紹了水勢的概念，水勢是水分移動的能量基礎或基本動力，水總是從水勢高的地方流向水勢低的地方。植物細胞里自然也有水勢，并且在越干的時候水勢越負，通常用壓力室來測定植物的水勢。
了解了植物運輸水分的基本原理，劉博士從根系吸水、樹干導水和葉片失水三個部分，進一步講述了植物向上運輸水分的機理。通過劉博士的講解，大家了解到，植物根部吸水其實是通過根毛來吸水，通過三種途徑運輸水分，為向上運輸打下基礎。樹干又是如何導水呢？原來樹干的木質部中有成百上千的導管來運輸水分，導管并不像我們想象的那么平滑筆直，而是有很多孔隙。植物的導水率是植物水力性狀的測定指標之一，與最大樹高存在著一定的關系。世界上最高的樹可以達到112米，那么，為什么樹不能無限制的往上長呢？是什么限制了最大樹高呢？劉慧博士為我們進一步揭秘，生長季的降水是決定植物最大高度的決定因素。而科學家通過對植物枝條導水率的研究，提出了水力限制的假說。也就是植物向上運輸水分是有限度的，越往上需要消耗的物質越多，也就越困難，這也進一步影響了樹向上的生長。
在科研中，結合大數據分析，通過測定全球樣點植物的水力性狀，可以更清晰地揭示植物水力性狀與最大樹高的協調機制。植物汲取水分同樣也消耗水分，葉片通過蒸騰作用失水便是它消耗水分的一種方式。葉片失水與氣孔息息相關，氣孔的生長位置、開關的控制又與植物的抗旱策略產生聯系，平時我們看不見的植物內部實際上蘊含了許多的奧秘。
那么，植物為什么要把水向上運輸呢？這就要從生命的起源開始說起了。生命來自海洋，植物的起點也是在海洋里，在漫長的年月變遷中，植物登陸與演化，最終到達現在的狀態?，F在，陸地與海洋雖在面積上有很大差異，但是物種數量上卻差別不大，這也是因為海洋的環境更加穩定。劉慧博士告訴我們，其實水往高處流，總結下來其實是八個字：“生存節水，發展長高。”水往高處流，可以使植物降溫，保證了光合作用，還能運輸礦物質元素，從而實現生存節水和發展長高的目標。
作為陸地上最大的抽水泵，植物與地球密不可分，植物與地球生態系統對水的利用共同形成了全球的水循環，密切影響著氣候與環境，人類活動也在其中發揮了重要的作用。部分自然災害的頻發與氣候變暖的現象，很有可能就是受到人類活動的影響。同樣地，人類活動也可能推動地球正常的水循環，改善自然環境，只要我們每個人都從自己做起，也能為保護地球貢獻自己的一份力量。
科普講座現場
