潘天天 李 彦,2,3 王忠媛,2,3 陆世通 叶琳峰 陈 森 谢江波,2,3

(1. 浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室 杭州 311300； 2. 荒漠与绿洲生态国家重点实验室 中国科学院新疆生态与地理研究所 乌鲁木齐 830011； 3. 浙江农林大学林业与生物技术学院 杭州 311300)

全球气候变化下的地球表面温度升高和降水模式转变将导致干旱频率更高、强度更大(Huntington, 2006)。据报道，在全世界81个地点的226种森林植物中，有70%生存在狭窄的(<1 MPa)水力安全边际下，与干旱地区木本植物一样，湿润区森林树种同样易受水力失效影响(Choatetal., 2012)。然而，现有相关研究主要集中在干旱和半干旱地区植被对干旱的响应，湿润区的相关研究极度缺乏。长期的结构驯化是植物适应环境变化的重要机制(Ewersetal., 2000; Lietal., 2005)。木质部结构的变化影响着植物生理生态功能(光合速率、木质部输水效率、栓塞抗性，等)(Davisetal., 1999; Sperryetal., 2006; Gleasonetal., 2012)。对植物木质部结构以及生理生态变化的综合研究可对植物响应未来气候变化的机制加深认识。然而，对植物输水效率与栓塞抗性适应机制的研究仍存在争议。早期的植物干旱敏感性研究发现木质部性状反映了植物水分利用上的效率-安全权衡(Carlquist, 1982)。近来，越来越多证据显示效率-安全权衡在很多情况下并不存在，或在木质部输水效率与栓塞抗性之间存在着弱权衡关系(Gleasonetal., 2016)。

干旱胁迫发生时，植物的枝条和根系都会做出响应并权衡，从而形成适应策略。迄今为止，大量研究是把植物枝条和根系的水力学性状分开来研究(金鹰, 2017)，植物整体或多个器官权衡的研究还较少。Zimmermann(1983)首次提出了水力分割假说： 末端器官(根和叶)比主干或枝条的栓塞抗性弱。植物选择牺牲寿命短、相对投资少且容易被替代的末端器官，以维持寿命长、碳投资大的器官(主干或枝条)的水分状况(金鹰等, 2015)。已有研究证实： 根系比枝条输水效率更高，栓塞抗性更弱(Johnsonetal., 2011; Pivovaroffetal., 2014)。Villagra等(2013)则发现，亚热带森林树种的叶片和枝条的栓塞抗性相似，并不存在分割作用。在针叶树种(Boucheetal., 2016)和草本被子植物(Skeltonetal., 2017)的研究中则发现，不同器官间分割幅度很小。然而，Rodriguez-Dominguez等(2018)采用最新的光学视觉技术研究时发现，油橄榄(Oleaeuropaea)根系的栓塞抗性大于枝条。这种类型的阻力梯度可能是一种干旱适应策略，可通过保留根部木质部完整性来优化复水后的栓塞修复能力(Rodriguez-Dominguezetal., 2018)。这些不一致甚至相反的研究结论说明，很有必要进一步确认植物整体或多个器官导水系统的效率-安全权衡关系。……