全球氣候變化對(duì)陸地植物水分關(guān)系產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響,尤其是在降水格局改變、氣溫升高以及極端干旱事件頻發(fā)的背景下,植物面臨著嚴(yán)峻的生長和存活挑戰(zhàn)。葉片最小導(dǎo)度表征氣孔關(guān)閉后水分流失的速率,與植物在極端干旱條件下的生長和存活密切相關(guān)。前人的研究表明,葉片最小導(dǎo)度在物種間具有顯著差異,但是影響不同功能類群植物(如喜光種VS耐蔭種)葉片最小導(dǎo)度種間差異的關(guān)鍵因子,仍不明晰。
中國科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)博士后廖良寧等科研人員,選取南亞熱帶常綠季風(fēng)闊葉林的39種優(yōu)勢(shì)木本植物,涵蓋喜光種與耐蔭種兩個(gè)功能類群,通過測(cè)定葉片相關(guān)性狀和模型分析發(fā)現(xiàn),角質(zhì)層厚度是影響葉片最小導(dǎo)度差異的主要因子。其中,喜光種葉片的角質(zhì)層較薄,氣孔分布比例較高,葉片最小導(dǎo)度顯著高于耐蔭種(圖)。此外,喜光種通過較高的光合速率實(shí)現(xiàn)更高效的碳獲取能力,但同時(shí)也承擔(dān)著更大的水分虧缺風(fēng)險(xiǎn);而耐蔭種以較厚的葉片角質(zhì)層和較低的氣孔分布比例,采取的是更為保守的水分利用策略,進(jìn)一步證明植物在碳獲取與水分利用之間存在權(quán)衡關(guān)系。
該研究揭示了光需求策略驅(qū)動(dòng)的不同功能類群植物葉片解剖結(jié)構(gòu)、葉片最小導(dǎo)度以及碳獲取能力之間的協(xié)同變化,為深入理解氣候變化背景下森林植物的干旱響應(yīng)與適應(yīng)提供了新的視角。相關(guān)研究結(jié)果以“Minimum leaf conductance varied across 39 sub-tropical woody species with contrasting light requirement strategies”為題發(fā)表于國際主流刊物Journal of Experimental Botany(《實(shí)驗(yàn)植物學(xué)雜志》)。該研究得到了國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。論文鏈接:https://doi.org/10.1093/jxb/eraf318

圖. 不同光需求策略物種的葉片功能性狀差異。
左圖(A、C、E):耐蔭種的氣孔與角質(zhì)層特征(以黃果厚殼桂Cryptocarya concinna為例);右圖(B、D、F):喜光種的氣孔與角質(zhì)層特征(以黃牛木Cratoxylum cochinchinense為例)。
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