植物葉片溫度研究獲新進(jìn)展

　　隨著(zhù)全球變暖，植物的熱適應成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)之一。葉片溫度直接決定了植物所處的微環(huán)境。人們通常用氣溫來(lái)判斷植物的生長(cháng)環(huán)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，有助于準確了解植物所處的微環(huán)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(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、解剖結構以及光學(xué)特性等都會(huì )對葉片溫度產(chǎn)生影響。某一個(gè)或幾個(gè)葉片性狀并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(xué)院西雙版納熱帶植物園樹(shù)木年輪與環(huán)境變化研究組副研究員林華及其同事以種植在相同環(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(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），成功對葉片物理溫度效應和蒸騰溫度效應進(jìn)行了原位測量和分離。研究發(fā)現，相同環(huán)境下，元江干熱河谷地區的植物葉片溫度普遍低于熱帶雨林植物；干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(yōu)于熱帶雨林植物。水分缺乏的時(shí)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，在葉片解剖結構上也表現出更大的葉脈密度和氣孔面積指數（氣孔長(cháng)度×氣孔數量）。即使在雨季，元江干熱河谷地區的溫度也可能超過(guò)40°C，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)以彌補生長(cháng)季較短的不足。

　　該研究揭示了不同來(lái)源地植物葉片對高溫環(huán)境的適應策略，體現了氣體交換與植物葉片熱力調節的協(xié)同進(jìn)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(fā)表在Functional Ecology 雜志上。該研究得到了國家自然科學(xué)基金（31200307），云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(guò)程中得到元江生態(tài)站和版納生態(tài)站的大力支持。

相同環(huán)境下，干熱河谷植物（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