东北林业大学教授以第一和通讯作者在Nature Communications发表研究成果,“生存优先于生长”,高温胁迫下的植物新法则
气孔作为植物与大气之间进行气体交换的关键通道，其开闭程度（即气孔导度）直接调控着二氧化碳的吸收（用于光合作用）和水分的散失（通过蒸腾作用）。长期以来，气孔最优行为理论认为，植物在进化过程中形成了一种精妙的调节机制：通过动态调整气孔行为，在最大化光合碳同化的同时尽可能减少水分损耗，从而在气孔导度、蒸腾作用与光合作用三者之间维持一种紧密耦合的平衡关系。然而，东北林业大学生态学院生态系统生态学团队近期在《Nature Communications》上发表的一项研究挑战了这一传统认知，揭示全球变暖正在打破这种长期稳定的生理协同。
该研究基于对全球207项增温控制实验的整合分析，系统描绘了植物叶片生理功能对温度升高的响应格局，并识别出其中关键的温度阈值与复杂的权衡机制。结果表明，气孔导度和蒸腾作用对升温的响应并非线性，而是呈现出明显的阶段性特征：当增温幅度低于5°C时，气孔导度整体呈下降趋势；而一旦升温超过5°C，气孔导度反而开始上升。蒸腾作用的响应更为敏感，其变化阈值约为3°C——在此温度以下基本保持稳定，超过后则随温度升高显著增强。与之形成鲜明对比的是，叶片光合作用在整个升温过程中持续减弱，未表现出类似的阈值效应。
这些发现意味着，在全球变暖的背景下，植物原本协调一致的水分利用、温度调节与碳同化三大生理功能正在经历深刻的重新权衡。尤其在高温胁迫下，植物的生理策略似乎从“生长优先”转向“生存优先”——维持蒸腾以实现有效散热、避免热损伤成为最紧迫的任务，即便这意味着牺牲部分光合效率。这一转变不仅重塑了我们对植物气孔行为调控机制的理解，也可能对陆地生态系统的碳-水循环过程以及植被对未来气候变化的适应能力产生深远影响。
该研究成果以《Decoupling of stomatal conductance, transpiration and photosynthesis in terrestrial plants under elevated temperature: a meta-analysis》为题发表于《Nature Communications》，论文第一作者兼通讯作者为东北林业大学生态学院王兆国教授。
