喀斯特地質(zhì)在我國分布廣泛，特別是西南地區(qū)連片分布著世界上面積最大的喀斯特地貌，構(gòu)成獨(dú)特的景觀。青藏高原的隆起使得我國南方自新生代以來長期處于濕熱氣候，喀斯特地質(zhì)的碳酸鹽巖化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)烈，土壤形成很慢，土層薄，偏堿性，土壤元素有效態(tài)含量較低。許多植物甚至就長在裸露的巖石上，并且基質(zhì)有許多淋溶形成的空隙、空洞而漏水，即使在雨季植物也可能頻繁遭受干旱脅迫。受季風(fēng)氣候影響，云南南部的西雙版納地區(qū)一年有半年的干旱，喀斯特山地植物遭受更為嚴(yán)重的干旱脅迫。然而，有些植物卻偏愛生長在喀斯特山地，朱華研究報(bào)道，在西雙版納熱帶喀斯特森林中約有10%的植物只能生長在喀斯特山地。植物對熱帶喀斯特生境的適應(yīng)機(jī)制缺乏深入研究。
中科院西雙版納熱帶植物園博士研究生付培立等在導(dǎo)師曹坤芳研究員指導(dǎo)下，以該園附近熱帶喀斯特森林中的6種常綠樹木和6種落葉樹木為研究材料，比較了這些樹木枝條和葉片的水力特征，水分關(guān)系特征和葉片壽命及光合特征，探討植物的適應(yīng)性。并且利用系統(tǒng)獨(dú)立對比（Phylogenetic independent contrasts）方法探討了這些特征之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)化關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)：落葉樹木具有較大的導(dǎo)管直徑、較高的枝條導(dǎo)水率以及較高的光合速率，而常綠樹木木質(zhì)部抗氣栓化能力和葉片耐失水能力強(qiáng)。葉片壽命與枝條木質(zhì)部水分運(yùn)輸能力存在逆向關(guān)聯(lián)進(jìn)化，即葉片壽命越長的植物其枝條木質(zhì)部水分運(yùn)輸能力越低；枝條和葉片在耐旱性上存在協(xié)同性，即枝條抗栓塞化能力越強(qiáng)的植物，其葉片的耐旱性也越強(qiáng)。研究還發(fā)現(xiàn)葉片密度和木材密度這兩個(gè)相對容易測定的功能性狀，可以作為旱生森林植物耐旱性與葉片光合能力的指征。
樹木為適應(yīng)季節(jié)性干旱或季節(jié)性寒冷而落葉，關(guān)于常綠植物和落葉植物的共存與競爭是一個(gè)古老的生態(tài)學(xué)問題。在前人關(guān)于常綠植物和落葉植物的比較研究中，普遍發(fā)現(xiàn)常綠植物和落葉植物的性狀差異在這兩個(gè)類群中都存在一定的連續(xù)性。但本研究的發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了常綠植物和落葉植物這兩個(gè)類群在一系列解剖結(jié)構(gòu)和生理生態(tài)性狀上的顯著差異。落葉植物主要采取了避旱的策略，而常綠植物采取了耐旱的策略，這使得兩者對水分的利用在時(shí)間上存在一定程度的分化，對于維持熱帶干性喀斯特森林的水分平衡以及物種的共存十分重要。
相關(guān)研究結(jié)果以Stem hydraulic traits and leaf water-stress tolerance are coordinated with the leaf phenology of angiosperm trees in an Asian tropical dry karst forest為題發(fā)表在國際著名期刊Annals of Botany上。該論文是為數(shù)不多的發(fā)現(xiàn)植物葉片和枝干耐旱性關(guān)聯(lián)進(jìn)化的研究報(bào)道。
