藤本植物在季節(jié)性干旱熱帶森林中的生態(tài)優(yōu)勢,一直是生態(tài)學(xué)研究的關(guān)注重點。傳統(tǒng)觀點認(rèn)為,藤本植物的營養(yǎng)器官具備較高的水分運輸效率,從而在干旱季節(jié)的資源競爭中占據(jù)優(yōu)勢。然而,近年研究發(fā)現(xiàn),藤本植物的莖和葉抗旱能力并不一定優(yōu)于樹木,這提示僅從營養(yǎng)器官角度解釋其旱季生長優(yōu)勢可能不夠全面。值得注意的是,與許多共生樹木在旱季減少或停止開花不同,大多數(shù)藤本植物卻選擇在旱季開花。這一現(xiàn)象表明,花器官的水分利用策略可能在藤本的繁殖成功中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
近期,中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園及其合作者,以云南熱帶季節(jié)雨林中豆科廣義羊蹄甲屬的16種藤本和16種樹木為研究對象,系統(tǒng)比較了藤本與樹木花器官的水分運輸、儲存、抗旱能力及繁殖相關(guān)功能性狀,旨在揭示不同生活型植物花水分利用策略的分化及其生態(tài)意義。
研究發(fā)現(xiàn),藤本與樹木在花水力策略方面存在顯著差異。藤本植物的花表現(xiàn)出耐旱策略,具有更高的結(jié)構(gòu)投資、更強(qiáng)的水力安全性以及更高的耐旱性;而樹木的花則表現(xiàn)出避旱策略,主要通過較高的水容和飽和含水量來緩沖短期水分虧缺,但整體耐旱能力相對較弱。
進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),藤本的花中存在明顯的水力效率—安全性權(quán)衡關(guān)系,即水分運輸效率的提高往往伴隨著抗旱能力的降低;而樹木的花中未觀察到這一權(quán)衡關(guān)系。這表明藤本的花在平衡水分運輸與水力安全方面面臨更強(qiáng)的結(jié)構(gòu)約束。此外,兩種生活型在花的水力結(jié)構(gòu)—功能關(guān)系及與繁殖性狀的協(xié)調(diào)模式方面存在顯著差異,反映出兩者截然不同的生態(tài)適應(yīng)策略。
該研究從繁殖器官層面揭示了藤本與樹木花水分利用策略的顯著分化,表明花的水力特征可能是影響植物繁殖成功的重要機(jī)制之一,為解釋藤本植物在季節(jié)性干旱熱帶森林中的生態(tài)優(yōu)勢提供了新的視角。
相關(guān)研究成果以pergent floral hydraulic strategies in Bauhinia s.l.: lianas adopt drought tolerance while trees prioritize drought avoidance為題,發(fā)表在《新植物學(xué)家》(New Phytologist)上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、云南省基礎(chǔ)研究計劃項目等的支持。

研究揭示廣義羊蹄甲屬藤本與樹木花水分利用策略的顯著分化
