摘要
干旱是植物面临的主要环境胁迫之一。在全球气候变化背景下，干旱事件发生的频率和强度呈现逐步增加的趋势。因此，植物如何适应干旱胁迫成为近年来生态学研究的热点。萨王纳是典型的干旱生态系统之一，而元江干热河谷发育着中国西南最典型的河谷型萨王纳生态系统，为研究植物的干旱适应策略提供了良好的实验样地。 本研究以元江河谷型萨王纳不同功能类群（叶片习性、叶片类型和生长型）木本植物为研究材料来研究植物的干旱适应策略。首先，本文测定了30种木本植物的经济性状（叶片气交换参数，以及叶片、叶柄和枝条的构建成本）和水力学性状，比较了这些性状在不同叶片习性（落叶、半落叶和常绿）和不同生长型（灌木和乔木）间的差异。然后，本文通过对16种木本植物的经济性状和水力学性状、叶片养分含量和光合养分利用效率的测定，比较了这些性状在不同叶片类型（复叶和单叶）间的差异。最后，本文在2019年（极端干旱年）、2020年（中度干旱年）、2021年（正常年）测量了18种木本植物的叶片气体交换参数，以及叶片、枝条和整枝的导水率、比叶重，探讨了植物水分传导和光合生理如何响应极端干旱事件以及在极端干旱后的恢复。主要结果如下: 元江木本植物的经济性状与全球广泛存在的植物经济学谱趋同，即采取获取策略的木本植物具有较高的光合速率和气孔导度、较大的叶片和叶柄，但具有较低的叶片和枝条构建成本，而采取保守策略的木本植物具有较低的光合速率和气孔导度、较小的叶片和叶柄，但具有较高的叶片和枝条构建成本。虽然光合作用和气孔导度与导水率呈正相关，元江木本植物的绝大部分经济性状和水力性状间是解耦的，表明它们代表着植物适应环境的不同维度。落叶、半落叶和常绿木本植物主要沿植物经济学谱分化，而在水力性状上重叠。落叶木本植物倾向于获取策略，常绿木本植物倾向于保守策略，而半落叶木本植物介于两者之间。除了边材密度在灌木中显著更高和枝叶水力冗余在乔木中显著更高外，灌木和乔木在其它经济性状和水力性状上都没有显著差异。 复叶和单叶木本植物植物在几乎所有性状上都是重叠的。复叶木本植物的光合速率和导水率均与单叶木本植物没有差异，这也与它们重叠的气孔导度、水分和养分利用效率以及叶片养分含量相一致。此外，除平均叶柄长度外，复叶和单叶两类木本植物的叶片、叶柄、枝条的构建成本也没有显著差异，表明复叶和单叶木本植物在河谷型萨王纳生态系统中表现出趋同的适应策略，不支持复叶植物的快速生长优势假说。 在极端干旱条件下，叶片气孔导度和导水率均受到显著抑制，但枝条的水力完整性维持较好。有趣的是，在2019年极端干旱情况下，叶片和枝条间的导水率是解耦的，而在2020年和2021年是协同的，这表明在极端干旱期间存在明显的水力分割现象，叶片气孔导度和导水率的下调以及叶片和枝条间的水力分割有效保护了枝条的水力完整性。在中度干旱的2020年，元江木本植物的叶片水力导度和光合生理功能就已经基本恢复。此外，元江木本植物对极端干旱的响应在叶片习性和生长型上都趋于一致。 综上所述，生长在河谷型萨王纳生态系统中的木本植物在不同生长型和不同叶片类型间具有强烈趋同的干旱适应策略，而在不同叶片习性间存在显著的差异，表明对干旱生境中的木本植物来说，叶片习性上的分化可能比生长型和叶片类型上的分化更有利于促进共存。不同叶片习性的木本植物虽然在生理上表现出不同的适应策略，但它们对极端干旱事件的响应是趋同的。上述结果为河谷型萨王纳木本植物适应（极端）干旱提供了重要的生理生态学证据。
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