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　　千差萬(wàn)別的葉片形態(tài)是植物功能多樣性的重要體現(xiàn)。其中，單葉和復(fù)葉結(jié)構(gòu)是樹(shù)木葉片形態(tài)劃分的一個(gè)顯著特征，而復(fù)葉形態(tài)常常與較高的潛在生產(chǎn)力相聯(lián)系。比如，復(fù)葉樹(shù)種一般是強(qiáng)陽(yáng)生樹(shù)種，與群落中單葉樹(shù)種相比其樹(shù)干徑向生長(zhǎng)較快。然而，關(guān)于復(fù)葉樹(shù)種高生產(chǎn)力形成的生理機(jī)制鮮有研究。
　　中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所的相關(guān)科研人員選取長(zhǎng)白山闊葉紅松林中5個(gè)最常見(jiàn)的復(fù)葉樹(shù)種（包括東北“三大硬闊”——水曲柳、胡桃楸和黃檗）和5個(gè)重要單葉樹(shù)種，細(xì)致分析了這些樹(shù)種的14個(gè)關(guān)鍵功能性狀，以解析決定復(fù)葉樹(shù)種具有較高潛在生產(chǎn)力的生理機(jī)理。結(jié)果表明，復(fù)葉結(jié)構(gòu)使得樹(shù)木枝條的水力傳輸潛力顯著提高，但復(fù)葉樹(shù)種高效水力傳輸系統(tǒng)的形成還需具備另一必要條件，即枝條木質(zhì)部環(huán)孔材特征。同時(shí)具備復(fù)葉結(jié)構(gòu)和環(huán)孔材的樹(shù)種，與其他樹(shù)種相比具備大大提高的枝條水分傳導(dǎo)率（圖1），而水分傳輸對(duì)葉片氣體交換的重要支撐作用使得這些樹(shù)種（復(fù)葉兼具環(huán)孔材樹(shù)種）具有顯著較高的光合碳同化能力。
　　通過(guò)進(jìn)一步對(duì)我國(guó)北方常見(jiàn)的復(fù)葉喬木樹(shù)種統(tǒng)計(jì)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)復(fù)葉樹(shù)種絕大多數(shù)具有環(huán)孔材（圖2）。依據(jù)樹(shù)木生理生態(tài)學(xué)理論，他們推測(cè)復(fù)葉樹(shù)種由于每年脫落整個(gè)復(fù)葉葉柄，額外丟失較多的碳水化合物，使得具有較低導(dǎo)水效率和較低潛在光合碳同化能力的散孔材樹(shù)種難以收回復(fù)葉脫落帶來(lái)的額外碳投入成本，因而具有復(fù)葉和散孔材的樹(shù)種絕大多數(shù)在進(jìn)化上被淘汰，而保留下來(lái)的環(huán)孔材復(fù)葉樹(shù)種通常具有較高的生產(chǎn)力。但是，環(huán)孔材樹(shù)種對(duì)于凍融造成的枝條木質(zhì)部氣穴化栓塞非常敏感，這也使得多數(shù)溫帶復(fù)葉樹(shù)種（如東北“三大硬闊”）主要分布于海拔相對(duì)較低的環(huán)境中。
　　該研究首次從樹(shù)木水力學(xué)角度為復(fù)葉樹(shù)種高生產(chǎn)力假說(shuō)提供了生理機(jī)理上的解釋，有助于人們更加深刻地理解復(fù)葉樹(shù)種的環(huán)境適應(yīng)性，為林業(yè)建設(shè)和經(jīng)營(yíng)上利用此類樹(shù)木時(shí)做到“適地適樹(shù)”提供重要理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考。
　　該研究成果以Compound leaves are associated with high hydraulic conductance and photosynthetic capacity: evidence from trees in Northeast China 為題發(fā)表在Tree Physiology 期刊。沈陽(yáng)生態(tài)所2019屆博士畢業(yè)生楊達(dá)為第一作者，研究員郝廣友為通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金等的支持。
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　　圖1. 該研究中測(cè)定的5個(gè)單葉和5個(gè)復(fù)葉樹(shù)種的枝條導(dǎo)水率
　　 
　　圖2. 典型單葉和復(fù)葉樹(shù)種的枝條木質(zhì)部解剖結(jié)構(gòu)，分別為散孔材(a-d)和環(huán)孔材（e-h）