植物水力性狀在不同的植物生活型中差異顯著，是復雜的環(huán)境適應和演化過程形成的結果。然而，研究人員對植物生活型、氣候和系統發(fā)育在解釋植物水力性狀差異的相對重要性方面缺乏清晰的了解。豆科有約770個屬和19500多個物種，是被子植物第三大科，豆科植物具有極強的適應性和極為豐富的生活型，從濕潤的熱帶雨林到干性熱帶森林、溫帶荒漠全球廣布，從草本和藤本到灌木和樹木應有盡有，是研究植物水分適應性的理想材料。在未來降水格局變化的情景下，研究豆科植物水力性狀差異形成的原因，對解釋植物的分布格局和預測其對氣候變化的響應至關重要。
中國科學院華南植物園生態(tài)與環(huán)境科學研究中心劉慧副研究員與合作者，構建了一個來自全球62個樣點、喬灌藤三種生活型的150個豆科物種共7個水力性狀和11個氣候變量的數據庫(圖1)，運用系統發(fā)育比較分析和方差分解的方法探討了豆科植物水力性狀變異的驅動因子。研究發(fā)現，考慮植物生活型后，大多數豆科木本植物水力性狀和氣候變量中發(fā)現的系統發(fā)育信號消失了，表明相關參數的系統發(fā)育保守性源于植物生活型之間的分化。同時，豆科木本植物水力性狀與氣候變量的關系具有系統發(fā)育依賴性，意味著性狀變異是由氣候和系統發(fā)育共同驅動的。利用方差分解的方法，研究發(fā)現系統發(fā)育和氣候變量比植物生活型解釋了更多的水力性狀變異。因此，即使考慮了系統發(fā)育的影響，氣候驅動豆科木本植物水力性狀的響應仍然存在，表明這個世界廣布的大科可能對氣候變化特別敏感。
該研究揭示了豆科木本植物水力性狀變異的多重驅動因子，闡明了系統發(fā)育對未來氣候變化下植物水分適應機理研究的重要性。院華南植物園劉慧副研究員為論文第一作者，葉清研究員為通訊作者。該研究得到了國家基金面上項目等的資助。相關研究結果已近期在線發(fā)表在國際主流期刊Journal of Ecology（《生態(tài)學雜志》）(IF5year=6.3)上。論文鏈接：https://doi.org/10.1111/1365-2745.14266
圖1.本研究中豆科植物的系統發(fā)育樹及不同生活型的分布圖。
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