版纳植物园联合揭示轻度干旱时高温可导致植物碳收支失衡

西双版纳热带植物园,2013-07-09

在干旱的条件下，植物为防止水分过分散失会关闭气孔，从而使光合作用减小。理论上，当干旱达到一定程度时，植物碳收支将失衡（光合固定的碳<呼吸释放的碳）；在高温下，由于较高的呼吸速率，植物可能在较弱的水分胁迫下碳平衡即出现失衡。光合与呼吸作用对环境变化的响应在叶片尺度研究较多，而整株植物尺度上的碳平衡对植物碳收支则更具意义，可其研究则不多见。

中科院西双版纳热带植物园全球变化研究组博士研究生赵俊斌在赴德国马克斯普朗克生物地球化学研究所（Max Planck Institute for Biogeochemistry）学习交流期间，在德方导师Henrik Hartmann博士和Susan Trumbore教授的指导下，对北方白雪松（Thuja occidentalis L.）幼树在干旱和高温条件下碳平衡的变化进行了观测、研究，首次提出并观测到了整株植物的碳补偿点（whole-plant carbon compensation point）。

研究结果显示：干旱主要通过对光合作用（而非呼吸作用）的抑制而对植物的碳平衡产生影响；在高温的影响下（35℃），由于较高的呼吸速率以及较早关闭的气孔，使得整株植物在轻度干旱的条件下即达到碳补偿点（光合固定的碳=呼吸释放的碳），而该干旱程度甚至未对生长于较低温度下（15、25℃）的植物造成任何的胁迫。本研究证明了干旱对植物碳平衡的作用受温度的影响很大，且在高温的条件下，干旱造成植物“碳饥饿”的可能性更大。在全球变暖和干旱的背景下，该结果对植物碳平衡以及干旱导致植物死亡的机理的研究有重要意义。

相关研究结果以High temperature causes negative whole-plant carbon balance under mild drought为题在植物学期刊New Phytologist上发表。