樹木冠層往往具有明顯的垂直分層現(xiàn)象，隨著光照、溫度升高后，雖然表層葉片氣體交換能力下降，但由于處在下層的葉片氣體交換活力升高使得整株光合同化升高。與樹木相比，熱帶地區(qū)木質(zhì)藤本葉片往往占據(jù)森林的冠層且垂直分層不明顯，多形成“地毯式”覆蓋。處在冠層的木質(zhì)藤本雖然可以獲得更好的光照條件，但也使其暴露在熱帶高溫、低濕的“干旱”環(huán)境中。木質(zhì)藤本具有粗大的導(dǎo)管，被認(rèn)為對干旱誘發(fā)的“氣穴化”敏感，這與木質(zhì)藤本偏好冠層環(huán)境的生活習(xí)性似乎相悖。長期以來由于測定手段等的限制，先前研究并未很好回答木質(zhì)藤本如何調(diào)控日間水分利用與光合從而適應(yīng)冠層高蒸散環(huán)境。
圍繞這一問題，中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園植物生理生態(tài)研究組的科研人員陳亞軍等選取相同生境內(nèi)4種木質(zhì)藤本和6種樹木，系統(tǒng)研究了枝條、葉片的水力學(xué)特征，并同步監(jiān)測了日間冠層葉片和枝條水勢、枝條氣穴化發(fā)生、冠層氣體交換以及整株蒸騰的日間動態(tài)。結(jié)果表明，木質(zhì)藤本對氣穴化較為敏感，但由于其較強的水分傳導(dǎo)能力，盡管枝條日間發(fā)生了相對較高的氣穴化（35.9%），其絕對水分傳導(dǎo)速率依舊較高。由于處在冠層，木質(zhì)藤本氣體交換能夠?qū)Νh(huán)境條件作出快速響應(yīng)，并在空氣VPD較低的條件下（<1kPa）就能達(dá)到最大值。隨著溫度繼續(xù)升高，藤本和樹木冠層葉片均部分關(guān)閉氣孔，但藤本比樹木提前約2小時，因而減小了過度蒸騰帶來的風(fēng)險。其整株蒸騰并不隨外界VPD升高而繼續(xù)增加，而是維持在一個相對恒定的范圍。因此，盡管藤本葉片相比伴生的樹木葉片具有更低的水勢，但其枝條水勢依舊處在安全范圍之內(nèi)。
該研究成果近期以Physiological regulation and efficient xylem water transport regulate diurnal water and carbon balances of tropical lianas 為題在線發(fā)表于《功能生態(tài)學(xué)》（Functional Ecology）。該研究得到國家自然基金（31570406）和中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(2016351)資助。
科研人員利用吊車進(jìn)行冠層原位生理測定
藤本與樹木整株蒸騰對VPD響應(yīng)對比
