科学家揭示植物叶片对高温环境适应策略

近日，中科院西双版纳热带植物园副研究员华林以元江干热河谷20种冠层优势植物和热带雨林18种冠层优势植物为研究对象，利用红外热像仪对植物叶片温度进行了研究，探索了“三温法”(叶温-非蒸腾叶温-参考叶温)，成功地原位测量和分离了叶片物理温度效应和蒸腾温度效应。该结果发表在《功能生态学》杂志上。

随着全球变暖，植物的热适应已成为热门话题之一。叶温是指植物叶片的表面温度，它直接决定了植物所处的微环境。人们通常用气温和土壤温度来判断植物的生长环境。然而，即使在相同的气温和土壤温度下，植物的叶温也可能有很大的差异。因此，研究植物叶温的差异及其机制，有助于我们准确理解植物所处的微环境，深入理解植物的热适应。以往对叶温影响因素的研究大多集中在某一性状或几个性状上。然而，除蒸腾作用外，许多物理性状，如叶片大小、形状、物理性质、解剖结构和光学特性，都会影响叶片温度。

“在相同的环境下，元江干热河谷植物叶片的温度普遍低于热带雨林植物。干热河谷植物叶片较小，反射率较高，吸收率较低，整体物理降温效果优于热带雨林植物。”林华他们发现了。然而，当水缺乏时，物理冷却在一定程度上减轻了高温对叶子的压力。另一方面，干热河谷地区植物的蒸腾速率普遍高于热带雨林植物，蒸腾降温速率也高于热带雨林植物。叶片解剖结构也显示出较大的叶脉密度和气孔面积指数(气孔长度×气孔数量)。

华林指出，即使在雨季，元江干热河谷地区的温度也可能超过40℃，有效的蒸腾冷却保证了光合作用的顺利进行，使这些植物能够以较高的光合速率合成尽可能多的干物质，以弥补生长季节较短的不足。

该研究揭示了不同来源植物叶片对高温环境的适应策略，反映了植物叶片气体交换和热调节的协同进化，加深了对植物热适应的认识。(王)

《中国科学报》(第五版《创新周刊》，2017年7月31日)