科學(xué)家研究揭示植物葉片對(duì)高溫環(huán)境適應(yīng)策略
近日,中科院西雙版納熱帶植物園副研究員林華等以種植在相同環(huán)境下的20種元江干熱河谷冠層優(yōu)勢(shì)植物和18種熱帶雨林冠層優(yōu)勢(shì)植物為研究對(duì)象,利用紅外熱像儀對(duì)植物葉片的溫度進(jìn)行研究,并摸索出了“三溫法”(葉片溫度—無(wú)蒸騰葉片溫度—參考葉片溫度),成功地對(duì)葉片物理溫度效應(yīng)和蒸騰溫度效應(yīng)進(jìn)行了原位測(cè)量和分離。該成果發(fā)表在雜志FunctionalEcology上。
隨著全球變暖,植物的熱適應(yīng)成為人們關(guān)注熱點(diǎn)之一。葉片溫度指植物葉片表面的溫度,它直接決定了植物所處的微環(huán)境。人們通常用氣溫、土溫來(lái)判斷植物的生長(zhǎng)環(huán)境,然而即使在相同氣溫和土溫下,植物的葉片溫度也可能有很大差異,因此研究植物葉片溫度的差異及其機(jī)制,有助于我們準(zhǔn)確了解植物所處的微環(huán)境,深入認(rèn)識(shí)植物的熱適應(yīng)。前人對(duì)葉片溫度影響因子的研究,大多針對(duì)某個(gè)性狀或某幾個(gè)性狀,然而除了蒸騰以外,很多物理性狀,如:葉片大小、形狀、物性、解剖結(jié)構(gòu)以及光學(xué)特性等都會(huì)對(duì)葉片溫度產(chǎn)生影響。
“相同環(huán)境下,元江干熱河谷地區(qū)的植物葉片溫度普遍低于熱帶雨林植物;干熱河谷地區(qū)的植物葉片較小,反射率較高,吸收率較小,總的物理降溫效果優(yōu)于熱帶雨林植物。”林華他們發(fā)現(xiàn)。而在水分缺乏的時(shí)候,物理降溫在一定程度上緩解了高溫對(duì)葉片的脅迫;另一方面,干熱河谷地區(qū)的植物蒸騰速率普遍高于熱帶雨林植物,蒸騰降溫較熱帶雨林植物高,在葉片解剖結(jié)構(gòu)上也表現(xiàn)出更大的葉脈密度和氣孔面積指數(shù)(氣孔長(zhǎng)度×氣孔數(shù)量)。
林華指出,即使在雨季,元江干熱河谷地區(qū)的溫度也可能超過(guò)40℃,高效的蒸騰降溫保證了光合作用的順利進(jìn)行,使這些植物以更高的光合速率盡可能多地合成干物質(zhì)以彌補(bǔ)生長(zhǎng)季較短的不足。
該研究揭示了不同來(lái)源地植物葉片對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng)策略,體現(xiàn)了氣體交換與植物葉片熱力調(diào)節(jié)的協(xié)同進(jìn)化,加深了對(duì)植物熱適應(yīng)的認(rèn)識(shí)。
編輯:ludan
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