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我園植物生理生態(tài)研究組在組長(zhǎng)曹坤芳研究員帶領(lǐng)下，對(duì)云南南部熱帶雨林植物生理生態(tài)學(xué)開展了系統(tǒng)的研究工作，不斷取得創(chuàng)新性研究成果，近期又有4篇論文分別發(fā)表在重要國際期刊《Oecologia》, 《Functional Ecology》, 《Photosynthesis Research》和《Plant Ecology》, 現(xiàn)將這些論文主要研究發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹如下： 

木質(zhì)藤本是熱帶森林的重要組成成分，由于全球氣候變化和熱帶森林干擾程度的加劇，熱帶森林中木質(zhì)藤本的豐富度在增加，這將對(duì)森林的結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能產(chǎn)生重要影響。目前木質(zhì)藤本這一特殊生長(zhǎng)型的生物學(xué)研究相對(duì)較少。朱師丹等發(fā)表在《Oecologia》的論文，比較研究了熱帶雨林18種木質(zhì)藤本和19種樹木葉片的構(gòu)建成本、元素含量和光合速率。發(fā)現(xiàn)，與樹木相比，木質(zhì)藤本總體上處在葉片經(jīng)濟(jì)學(xué)譜中快速償還的一端，具有較高的光合速率、光合氮和磷利用效率，較低的單位葉面積的構(gòu)建成本，較短的碳投資償還時(shí)間和葉片壽命。因而在大的林窗、林緣和砍伐跡地等受到嚴(yán)重干擾的陽生生境中，木質(zhì)藤本比樹木應(yīng)該有更強(qiáng)的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。這為木質(zhì)藤本在受干擾的森林生境具有高豐富度的現(xiàn)象提供了一個(gè)解釋。他們還對(duì)比研究了木質(zhì)藤本和樹木的枝條水力結(jié)構(gòu)和水分關(guān)系特征，論文發(fā)表在《Plant Ecology》上。發(fā)現(xiàn)，木質(zhì)藤本的枝條具有較大的導(dǎo)管和較低的邊材密度，因而具有較快水分傳導(dǎo)速率，但是容易發(fā)生干旱引起的氣穴化。與樹木相比，木質(zhì)藤本在旱季具有較高的葉片凌晨水勢(shì)和較低的滲透調(diào)節(jié)能力，意味著木質(zhì)藤本在旱季遭受較低的干旱脅迫，這可能與它們有深的根系有關(guān)。此文被最近發(fā)表在《Nature》上的一篇新聞引用。 

桑科榕屬植物是熱帶雨林食物鏈關(guān)鍵種，約有900種，廣泛分布于世界熱帶和亞熱帶地區(qū)，其中有近500種營(yíng)半附生生活，這類植物種子被鳥類傳播到樹干上、樹丫部位，在那里萌發(fā)、生長(zhǎng)，氣生根逐漸向下生長(zhǎng)，最終扎根到土壤中。有些種氣生根特別發(fā)達(dá)，發(fā)育成絞殺植物。郝廣友等人發(fā)表在《Functional Ecology》上的論文比較研究了同質(zhì)園生長(zhǎng)的5種半附生榕和5種地生榕（種子從土壤萌發(fā)生長(zhǎng)起來）成年樹葉片的水分傳導(dǎo)和耐旱性，發(fā)現(xiàn)半附生種的葉片具有較低的水分傳導(dǎo)效率，保守的水分利用策略和較強(qiáng)的抵抗干旱造成的葉片傷害的能力；葉片水分傳導(dǎo)效率高的物種抗旱性較低，反之亦然。該論文揭示了半附生榕在適應(yīng)特殊生長(zhǎng)方式上進(jìn)化出耐旱、水分利用保守的葉片特征，進(jìn)一步闡述了葉片的水力特征對(duì)于植物對(duì)環(huán)境適應(yīng)的重要性，暗示生活型多樣化對(duì)于一個(gè)植物譜系物種及生態(tài)位分化的意義。 

典型熱帶植物對(duì)零度以上低溫十分敏感，機(jī)理尚不清楚。黃偉等發(fā)表在《Photosynthesis Research》的論文，通過模擬零上低溫和中等強(qiáng)度光照對(duì)4種熱帶樹木光合系統(tǒng)的影響，發(fā)現(xiàn)熱帶植物的光系統(tǒng)II比光系統(tǒng)I對(duì)零上低溫更敏感，其中一個(gè)種光系統(tǒng)I也遭遇嚴(yán)重?fù)p傷，低溫處理后其光合系統(tǒng)的功能不能恢復(fù)，隨后葉片死亡脫落。所以，典型的熱帶植物不能在冬季較冷涼的北熱帶、亞熱帶地區(qū)正常生長(zhǎng)的一個(gè)重要的原因是短時(shí)間的低溫光照脅迫就可能導(dǎo)致其葉片受損嚴(yán)重并死亡。該論文的研究發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)相悖，傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)認(rèn)為冷敏感植物光系統(tǒng)I比光系統(tǒng)II更敏感，專家認(rèn)為該論文的發(fā)現(xiàn)對(duì)于認(rèn)識(shí)熱帶植物低溫敏感性有重要的意義。

Shi-Dan Zhu and Kun-Fang Cao*. 2010. Contrasting cost-benefit strategy between lianas and trees in a tropical seasonal rain forest in Southwest China. Oecologia 163:591–599.

Guang-You Hao, Lawren Sack, Ai-Ying Wang, Kun-Fang Cao* and Guillermo Goldstein*. 2010. Differentiation of water flux and drought tolerance traits in leaves of hemiepiphytic and non-hemiepiphytic Ficus species. Functional Ecology (doi: 10.1111/j.1365-2435.2010.01724.x)

Wei Huang, Shi-Bao Zhangand Kun-Fang Cao*. 2010. The different effects of chilling stress under moderate illumination on photosystem II compared with photosystem I and subsequent recovery in tropical tree species. Photosynthesis Research 103:175–182.

 

Zhu,Shi-DanandKun-Fang Cao*. 2009. Hydraulic properties and photosynthetic rates in co-occurring lianas and trees in a seasonal tropical rainforest in southwestern China. Plant Ecology 204: 295–304.