叶脉结构与功能及其对叶片经济谱的影响

叶脉由贯穿于叶肉内部的维管组织及其外围机械组织构成,多样化的脉序及网络结构使叶脉系统发生变异和功能分化。该文综述了叶脉系统结构与功能的最新研究进展。通过聚焦叶脉分级系统的结构与功能及其在叶片经济谱(LES)中的重要性,解释叶脉性状与其它叶片功能性状之间的关系及机制。不同等级叶脉在机械支撑与水分运输方面存在功能分化,其中1–3级粗脉在维持叶片形状和叶表面积以及物理支撑方面发挥重要作用,有利于维持叶片最大受光面积;4级及以上细脉具有水分调节功能,它们与气孔相互协调,影响叶片水分运输、蒸腾散热和光合作用速率。叶片生长过程与叶脉发育的动态变化模式决定叶脉密度,并影响叶脉密度与叶片大小之间的关系:叶面积与粗脉密度呈显著负相关,与粗脉直径呈显著正相关,而与细脉密度无关。与叶脉性状相关的叶片经济谱框架模型预测,叶脉密度较高的叶片寿命短、比叶重较小,叶片最大碳同化速率、代谢速率以及资源获取策略潜力较高。

干旱河谷鞍叶羊蹄甲(Bauhinia brachycarpa)叶脉性状的纬度格局及成因

为明确以叶脉密度为主的叶功能性状在物种水平上的生物地理格局特点及其影响机制,选取西南干旱河谷不同纬度(23°16′N—31°30′N,101°28′E—103°25′E)的优势灌木鞍叶羊蹄甲(Bauhinia brachycarpa)为研究对象,探讨其不同等级叶脉密度、叶形态性状在纬度梯度上的变化特点,并分析叶片性状之间的关系。结果表明:随纬度升高鞍叶羊蹄甲叶脉密度和叶片表面积呈现下降趋势,粗脉密度与比叶面积呈显著负相关,总密度、细脉密度均与叶表面积等叶形态性状相对独立,粗脉直径与叶形态性状和比叶面积具有较大的正相关性;叶脉性状随纬度的变化受旱季平均降水量、土壤阳离子交换量、海拔以及年平均气温等因子的综合作用。本研究结果有助于揭示干旱河谷地区旱生植物生态适应机理。