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王海珍, 王雨晴, 马富龙, 韩路
收稿日期:2025-02-10
修回日期:2025-09-21
基金资助:WANG Hai-Zhen, Qing Wang Yu, MA long, HAN Lu
Received:2025-02-10
Revised:2025-09-21
Supported by:摘要: 叶片是植物适应进化过程中对环境变化高度敏感且可塑性强的器官,也是整株植物的水力瓶颈与安全阀门。胡杨作为西北荒漠生态系统的优势树种和天然屏障,在不同生长发育阶段和冠层高度分布着多种形态的叶片,但目前对胡杨成树保持两种以上不同叶型的生态优势及冠层叶形态特征的分化模式尚不清楚。本文研究不同地下水埋深(GWD:1.2m、2.5m、4.8m、7.8m)与不同树冠高度(上、中、下)成树胡杨3种典型异形叶(条形叶、卵形叶、锯齿阔卵形叶)的形态、水力性状(水力导度、叶脉、气孔)与解剖结构,探究胡杨异形叶形态特征变化的潜在机制。结果显示:(1)不同GWD下同一叶形、同一GWD不同树冠高度上3种异叶形的形态、水力性状与解剖结构差异显著。同一叶形、同一GWD下异形叶细脉密度、闭合环密度、自由端密度、导管密度、叶厚、栅海比、表皮与角质层厚度分别随GWD、树冠高度增加而增大;GWD越深与树冠越高,异形叶叶脉性状发育越强、解剖结构更趋旱生化。(2)与树冠中下部异形叶相比,树冠上部锯齿阔卵形叶更宽厚、栅栏组织和叶脉网络系统更发达,以适应强光、高温、高蒸腾环境而进化出更高效的水力系统和防御结构,增强了抗栓塞与耐逆能力。(3)胡杨异形叶长宽比、锯齿化指数与多数水力性状、解剖结构显著相关,水力性状对叶形态的贡献高于解剖结构,其中脉间距、闭合环面积、叶脉密度与表皮、角质层、栅海比对叶形态变化起着主要作用。(4)大部分叶形态特征与水力路径长度、叶片着生树冠高度呈极显著相关(p˂0.01),水力路径长度通过影响水力、解剖结构而介导调控叶形态变化,垂直梯度上水力限制是驱动胡杨叶形态分化的关键因素。(5)水力性状与解剖结构耦合有利于改善胡杨水力生物学特性和提高逆境生存能力,叶形态变化是胡杨生命周期中应对截然不同的水力环境所进化出的生态对策。
王海珍, 王雨晴, 马富龙, 韩路. 水力性状与解剖结构对胡杨叶形态变化的影响. . DOI: 10.17521/cjpe.2025.0049
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