科學家研究揭示植物葉片對高溫環(huán)境適應策略

2017-07-31 11:24:13    作者:王晨緋     來源:中國科學報     瀏覽次數(shù):

  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)勢植物和18種熱帶雨林冠層優(yōu)勢植物為研究對象,利用紅外熱像儀對植物葉片的溫度進行研究,并摸索出了“三溫法”(葉片溫度—無蒸騰葉片溫度—參考葉片溫度),成功地對葉片物理溫度效應和蒸騰溫度效應進行了原位測量和分離。該成果發(fā)表在雜志FunctionalEcology上。

  隨著全球變暖,植物的熱適應成為人們關(guān)注熱點之一。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、土溫來判斷植物的生長環(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制,有助于我們準確了解植物所處的微環(huán)境,深入認識植物的熱適應。前人對葉片溫度影響因子的研究,大多針對某個性狀或某幾個性狀,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)以及光學特性等都會對葉片溫度產(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)。而在水分缺乏的時候,物理降溫在一定程度上緩解了高溫對葉片的脅迫;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40℃,高效的蒸騰降溫保證了光合作用的順利進行,使這些植物以更高的光合速率盡可能多地合成干物質(zhì)以彌補生長季較短的不足。

  該研究揭示了不同來源地植物葉片對高溫環(huán)境的適應策略,體現(xiàn)了氣體交換與植物葉片熱力調(diào)節(jié)的協(xié)同進化,加深了對植物熱適應的認識。

編輯:ludan

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