​大城名园 万物和谐｜炙热天植物如何生存？“高温小组”研究结果“上线”

盛夏的树林在热浪灼烧下宛如秋天，炙热高温下，生长在户外的植物如何生存下去？2022年8月，华南国家植物园开展“极端高温下的植物生存大调查”，广州日报独家采访研究团队，了解华南国家植物园对植物保护的举措。而今一年过去，相关研究人员仍在高温下探索植物在全球气候剧烈变化下的生存之道。记者通过回访获悉，近日随高温天逐步“下线”，“高温小组”长达一年的研究成果也逐渐“浮出水面”。

↑盛夏的树林本应郁郁葱葱，热浪灼烧下却宛如秋天（2022年8月刘慧摄于重庆万州太白岩顶公园）

(资料图片仅供参考)

调查发现高温下银杏、水杉及枫树类最易枯死

近年来，极端气候现象较以往显著增加。不仅我国国内，全球多个城市和地区都遭遇了极端高温干旱，其中高温干旱屡次打破了多个历史气象记录。

为做好森林植物和植物园植物耐旱耐热的研究，去年8月，华南国家植物园推出“极端高温下的植物生存大调查”，其中网络问卷调查部分在全国范围内展开。

“调查一共持续了15天，在全国范围内最终收获了313份来自21个省市和134个县区的调查问卷数据，向我们呈现了一副全国植物高温下受损的图像。”中国科学院华南植物园生态与环境科学研究中心植物生理生态学研究组刘慧副研究员是调查活动的组织者之一，她告诉记者，在来自成都、重庆、南京、上海、杭州和长沙的数据中，充满了“叶片卷曲、焦脆、枯黄”“地上的草全部枯死”“树下厚厚的落叶”“小区植物死亡率超过20%”“叶片枯死率达到70%甚至90%”等这类描述，其中出现频率最高的容易枯死的树木是银杏、水杉、槭树科枫树类、蔷薇科樱花类，还有广玉兰、白玉兰等；灌木和草本是花叶青木、八角金盘、鸭脚木、洒锦珊瑚和各种草坪草，以及一些农作物如玉米、蔬菜等。

据刘慧介绍，调查结果一方面佐证了2022年国家气候中心8月份发布的全国极端高温事件分布图，结果显示长江流域、东南沿海以及京津冀地区都发生了较为明显的高温下植物受损事件；另一方面也向我们展示出了大城市的热岛效应，同时也说明了大城市的人们更容易获知大调查的相关信息并且会积极提供各类线索的现状。

↑实验人员在烈日下测定叶温（宁秋蕊摄）

研究团队为完善“耐热物种名录”多次实地测量

不同城市沿高温梯度植物受损程度如何？哪些植物更不耐热或者更耐热？

刘慧告诉记者，“去年的调查数据给我们提供了一份非常好的‘不耐热物种名录’，但它未能覆盖‘耐热物种名录’，而且结果更集中于城市园林和景观植物，因此还需要进一步的探究，比如自然植被中更多样化的植物耐热性规律，为以后的城市园林物种筛选和配置提供参考。”

为了实地测量的筛选和踩点，2022年8月底，“高温小组”完成了5个重点城市的实地测量；2022年10月底，完成了现场取回的139种木本植物的各项生理学、形态解剖学特征的测定。

研究结果显示，随不同城市热浪指数的升高，植物的叶片受损率明显上升；更耐热的物种（受损率20%以下）相对叶片更厚，例如紫薇、桂花、枇杷和杨梅等；更不耐热的物种（受损率80%以上）为鸡爪槭、银杏和白玉兰等，它们不能在生理上耐受高温，主要通过落叶和改变叶倾角等方式来躲避高温，以此保护枝条和树干，希望“熬过”热浪后重新发芽。

“不幸的是2022年的热浪太强，它们几乎全军覆没。相关结果正在撰写英文论文，希望将我们的发现更广泛地分享到科学界。”刘慧说。

↑元江站植物叶片温度示例（张浩萍摄）

今年45.1℃高温打破历史纪录引发研究关注

2023年5月底，课题组博士一年级的王杨思鼎转发了一则“元江生态站最高气温达45.1℃，打破自建站以来的历史最高气温”的推送引起了研究人员的关注，对此刘慧表示，“因为发生的季节太早了，温度太高了，这很不寻常。”很快，刘慧采纳了王杨思鼎的建议并组织4人实验小队，于6月携带多种仪器奔赴元江，开启了课题组今年的野外实验。经历了野外一个多月的高温烘烤，实验小队完成了60多种森林植物耐热性的测定，希望能从自然界中找到更有潜力的“耐热物种名录”。

通过调查研究“高温小组”发现，自然界中高温和干旱经常同时出现，叶片的耐热性和耐旱性本质上也是紧密相连的。“2022年在我们进行调查以及现场测定时，就有好几位同事或朋友问到‘这些植物究竟是热死的，还是旱死的？’，对此我们认为，首先高温肯定是重要的叶片致死因素；其次，干旱可能是更重要的全株致死因素，两者叠加加速了植物的死亡。”刘慧说。

实验人员在野外测定叶片蒸腾作用（谢雨辰摄）

去年夏天，上海、武汉、杭州、温州的几位老师加入了“高温小组”的取样和测量工作；今年夏天，海口、济南和乌鲁木齐的几位老师同学也在各地开展了植物耐热的研究。未来，建立全国植物响应极端气候信息系统的理想依然任重道远，需要更多全国范围内不同研究单位的合作。

刘慧表示，“我们作为中国科学院的研究人员，是冲向极端环境里的先行者，在人员有限和实验不易的条件下，尽可能地挖掘有代表性的物种，一步步积累数据，以揭示植物在全球气候剧烈变化下的生存之道。”

文/广州日报·新花城记者：黄岚图/广州日报·新花城记者：黄岚 通讯员：华植宣广州日报·新花城编辑：林传凌

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