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不同水热梯度下冠层优势树种叶片热力性状及适应策略的变化趋势
植物生态学报
2023, 47 (5):
733-744.
DOI: 10.17521/cjpe.2022.0289
叶片温度是植物能量交换和生理过程发生的重要微环境参数。叶片热力性状能够在一定程度上调控叶片温度, 避免极端温度对叶片的伤害。但目前针对叶片热力性状的研究还很少。该研究选择云南省从热带到温带具有明显水热梯度的4种典型植被类型: 干热河谷植被、热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带针阔混交林, 对其冠层优势树种的叶片热力性状进行了系统地研究。这些性状包括了可能影响叶片温度的形态、光学、材料特性、解剖和生理的23个性状。研究结果表明: 干热河谷植被的植物主要依靠蒸腾降温, 叶片薄, 叶寿命短, 主要为“快速投资-收益”型植物; 热带雨林植物叶片大, 蒸腾速率不高, 不利于降温, 较厚的叶片、较高的含水量能在一定程度上缓解高温, 采取“慢速投资-收益”策略; 亚热带常绿阔叶林很少发生极端温度, 叶片没有明显的热适应性状, 叶片厚, 叶寿命长, 采取“慢速投资-收益”策略; 温带针阔混交林植被的叶片小而厚, 多成簇状生长, 有一定保温作用。温带针阔混交林的冠层常绿植物光合速率较低, 偏“慢速投资-收益”型; 而落叶植物的光合速率较高, 偏“快速投资-收益”型。该研究系统地研究了热力性状与植物适应策略沿水热梯度的变化, 为深入认识植物对环境适应策略提供了理论基础。  View image in article
图2
云南省具有明显水热梯度的不同森林叶片性状间的相关关系。SAV, 元江干热河谷植被; STF, 哀牢山亚热带常绿阔叶林; TEF, 丽江温带针阔混交林; TRF, 西双版纳热带雨林。Amass, 单位质量最大净光合速率; EWT, 单位面积叶片含水量; Thickness, 叶片厚度; Tr, 蒸腾速率; Vein_density, 叶脉密度。
正文中引用本图/表的段落
与单位质量最大净光合速率(Amass)相关性最强的叶片性状是叶片厚度(r = -0.7, p < 0.001)。但是, 当Amass低于0.05 μmol·g-1·s-1, 厚度增加对Amass几乎没有影响(图2A); 与最大蒸腾速率(Tr)相关性最强的叶片性状是叶脉密度(r = 0.47, p = 0.002) (图2B)。SAV和TEF植物的Tr随叶脉密度线性增加, 但是当叶脉密度超过8 mm·mm-2时, TRF和STF植物的Tr反而有所下降。植物叶片单位面积含水量与叶片总厚度正相关(r = 0.76, p < 0.001), 其中与叶片海绵组织厚度的相关性达到了0.74 (p < 0.001)。对于厚叶片的植物(叶片总厚度>200 μm), 相同厚度下, TRF和STF植物的叶片比TEF植物的叶片单位面积的含水量更高; 对于薄叶片的植物 (叶片总厚度<150 μm), 相同厚度下, SAV植物的叶片单位面积的含水量较高(图2C)。
本文的其它图/表
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