最大植物高度背后的秘密 水

根据一项新的研究，植物高度和木质部水力特性之间的生理协调与地球陆地生物群落中的栖息地水可用性相一致。

来自中国科学院华南植物园(SCBG)的生态学家得出结论，这种协调在确定植物物种的全球分类中起着重要作用，并且可用于预测气候变化情景下的未来物种分布。

人们都知道植物在潮湿的地方长得更高，但是哪些因素决定了它们的最大高度?通过以前在高大树木上的实验，科学家们已经发现，增加水力阻力与增加植物高度有关，限制了水通过木质部运输到顶部叶片的距离。因此，该水力阻力设定了物种在给定栖息地中的最大高度。

然而，科学家们并不了解这种生理协调如何在广泛的物种和环境中变化。基于来自全球369个地点的1,281种物种的庞大数据集，研究人员建立了多个模型，将高度，水力特性和水联系起来，以找出一般规则。他们发现来自潮湿栖息地的较高物种表现出较高的木质部效率和较低的水力安全性，较宽的管道，较低的管道密度和较低的边材密度，所有这些都与栖息地的水可用性有关。

“人们过去认为较高的植物可能因为距离较远而输送水的效率较低，”本研究的第一作者刘辉博士说。“相反，我们发现较高的植物在物种间具有较高的水力传导率，这是它们用来补偿叶片的高蒸发需求和高度增加的主要策略。它被称为达西定律。”

刘博士说，到目前为止，达西定律等大多数水力学理论都是基于物种内的数据。相比之下，这项研究区分和解释了物种内部和物种之间的不同水力模式。“简单地说，物种中发现的模式是基于短期的适应性反应，主要是通过生理权衡或约束来塑造，而物种间的模式反映了内在的进化差异，这种差异可能在数百万年后形成，并且主要受到限制通过他们的环境利基，“刘博士说。

“我们的研究结果极大地扩展了人类对木质部水力特性与植物高度之间关系的认识，从地球研究到全球生物群落，”相应的作者，SCBG生态与环境科学中心主任叶青教授说。“我们强调，水力特性可以作为全球最大植物高度和物种分布模式的重要预测因子。”

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