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干旱之下,谁更能活?叶片习性和树高是关键!

西双版纳热带植物园
原创
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当干旱席卷森林,树木纷纷枯死,科学家们一直在寻找它们生存背后的秘密。中科院西双版纳热带植物园的研究人员在云南元江干热河谷,对一场2019年的极端干旱进行了“树木生存大调查”,终于揭开了两大关键生存法则:

图1 研究树木死亡风险和多种潜在影响因子关系的假设

· 生存法则一:常青是硬道理

落叶树看似聪明——干旱时脱光叶子减少水分流失,但研究发现这反而是劣势!它们抵抗内部输水管道破裂的能力(专业称为水力安全阈值较低)较弱,极端干旱下更容易“渴死”。

常绿树种虽然全年维持叶片消耗水分,但其内在抗旱“体质”更强,在极端干旱中存活率显著更高。

· 生存法则二:树高就是优势

长得高的树,根系往往扎得更深。当表层土壤干透时,这些深根成了“救命稻草”,能汲取地下深处的水分。

研究证实,植株越高大,干旱中的死亡风险越低,高大树木在干旱中展现了更强的生存韧性。

图2 不同叶片习性树木死亡风险的对比及其与树木高度的关系

· 意外发现:多样性并非救星

通常认为物种丰富多样的森林更能抵抗灾害。但在这个干旱河谷生态系统中,树种多少(物种多样性与丰富度)对单个树木能否熬过干旱影响甚微。

研究者解释:在植被本就稀疏的地方,树木间抢夺水分养分的“战争”不激烈,因此多样性带来的“团队抗灾”优势并不明显。

· 科学造林:抗旱选种指南

这项研究为干旱半干旱地区的生态修复提供了关键方向:

优选常绿物种:选择水力系统更安全、内在抗旱能力强的常绿树种。

优先考虑“深根系”树种:重视并选择能发展深根系的树种,利用深层土壤水分。

因地制宜:在植被稀疏的退化生态系统中,不必过度追求物种数量,选对耐旱的“实力派”更重要。

中科院西双版纳热带植物园的这项研究,不仅揭示了干旱下树木存活的个体秘密(叶片常绿和高大深根),也提醒我们恢复生态需精准匹配环境特性。未来,科学家们将继续探索不同生态系统中这些规律的应用,为守护地球森林提供更坚实的科学盾牌。

相关研究成果以“Leaf habit and plant height are associated with mortality risk of trees and shrubs during extreme drought in a Chinese savanna ecosystem”为题发表在学术期刊Journal of Forestry Research上。版纳植物园联合培养硕士研究生戴芳煜为论文第一作者,张树斌副研究员为论文通讯作者。该研究在数据采集和分析过程中得到了版纳植物园元江干热河谷生态站的大力支持,同时得到了国家自然科学基金、云南省中青年学术和技术带头人后备人才、版纳植物园“十四五”等项目的资助,在此表示感谢。

作者:戴芳煜、张树斌

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