植物对干旱环境的适应机制是生态学和生理生态学研究的重要方向。近期,中国科学院西双版纳热带植物园与美国迈阿密大学合作,在树木水力结构领域取得了重要进展,揭示了叶片在干旱适应中的核心作用。
研究团队比较了生长于热带稀树草原(萨王纳)环境中6对同属不同种树木的叶片和枝条水分功能特性。每对植物中,一种为萨王纳植被成分,另一种为邻近河道森林植被成分。结果显示,尽管两类植物在干旱环境下枝条的木质部结构功能差异不显著,但多数叶片的水分相关特征存在显著差异。与森林成分植物相比,萨王纳种对干旱的适应优势主要依赖于叶片的结构功能特征,而非枝条。
统计分析进一步表明,植物属间的系统发育差异是其水力结构功能特性的主要决定因素,体现了植物系统发育的惰性,即系统发育背景对水力结构的影响超过了生境选择压力。这一发现深化了我们对植物水分适应策略的理解,特别是在周期性干湿交替的热带地区。
萨王纳与热带季雨林均处于干湿季节交替的热带环境,但萨王纳旱季更为漫长且干燥,导致树木分布稀疏,树间距通常为树高的5-10倍。水分的获取与利用对树木生存至关重要,叶片功能的维持与水分状态密切相关。部分树种通过储水和独特的水分适应策略以应对漫长旱季。
该研究成果发表于生态学权威期刊《生态学》(Oecologia,2008,155: 405-415),为理解热带树木水力结构适应机制提供了重要科学依据。
参考文献:Guang-You Hao, Guillermo Goldstein. (2008). Oecologia, 155: 405-415. DOI: 10.1007/s00442-007-0918-5