植物葉片溫度研究獲新進展

隨著全球變暖，植物的熱適應成為人們關注的熱點之一。葉片溫度直接決定了植物所處的微環境。人們通常用氣溫來判斷植物的生長環境，然而即使在相同氣溫下，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，有助於準確了解植物所處的微環境，深入認識植物的熱適應。此前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、解剖結構以及光學特性等都會對葉片溫度產生影響。某一個或幾個葉片性狀並不能完全決定葉片的溫度，不能全面認識葉片溫度的調控機制。

中國科學院西雙版納熱帶植物園樹木年輪與環境變化研究組副研究員林華及其同事以種植在相同環境下的20種元江乾熱河谷冠層優勢植物和18種熱帶雨林冠層優勢植物為研究對象，利用紅外熱像儀對植物葉片的溫度進行研究，並摸索出了「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。研究發現，相同環境下，元江乾熱河谷地區的植物葉片溫度普遍低於熱帶雨林植物；乾熱河谷地區的植物葉片較小，反射率較高，吸收率較小，總的物理降溫效果優於熱帶雨林植物。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，乾熱河谷地區的植物蒸騰速率普遍高於熱帶雨林植物，蒸騰降溫較熱帶雨林植物高，在葉片解剖結構上也表現出更大的葉脈密度和氣孔面積指數（氣孔長度×氣孔數量）。即使在雨季，元江乾熱河谷地區的溫度也可能超過40°C，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儘可能多地合成干物質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境的適應策略，體現了氣體交換與植物葉片熱力調節的協同進化，加深了人們對植物熱適應的認識。

該研究成果以Stronger cooling effects of transpiration and leaf physical traits of the plants from a hot dry habitat than from a hot wet habitat為題，發表在Functional Ecology雜誌上。該研究得到了國家自然科學基金（31200307），雲南省應用基礎研究項目（2013FB078）以及中科院國際人才計劃（2016VBA036）的支持。研究過程中得到元江生態站和版納生態站的大力支持。

相同環境下，乾熱河谷植物（HD）和熱帶雨林植物（HW）的葉片紅外溫度圖像

相對參考葉片的溫度差異

來源：中國科學院西雙版納熱帶植物園

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