💡这项突破是什么?
石砾含量改变了乡土旱生植物的光合日变化行为（图5）。进一步的，我们发现75% 石砾含量条件下的植物表现出较低的叶片水力脆弱性和较窄的水力安全边际。由此，可以推断出石砾通过降低叶片水力脆弱性和收窄水力安全边际，改变旱生植物的日间气体交换动态，具体来说，生长于高石砾含量土壤的植物对干旱诱导的水分流失耐受性更强，其碳同化能力下降时间晚于 25% 或 0% RFC 条件下的植物。但是，当面临严重干旱时，光合下降滞后的物种因水力安全边际较窄，发生水力失效的风险更高（图6）。本研究结果加深了对干旱背景下石质山区乡土旱生植物干旱适应策略的认识。相关成果以Rocky soils alter the diurnal photosynthetic behavior of xerophytic species by regulating hydraulic properties (2024)为题发表在Environmental and Experimental Botany上。博士后张秀龙为本论文的第一作者，包维楷研究员为通讯作者。
图5. 不同物种上午和下午净CO₂同化率（a、c、e）及气孔导度（gs）（b、d、f）对石砾含量变化的响应模式。
图6. 净CO₂同化率日变化量（ΔAafternoon-morning）与（a）叶片导水率（Kleaf）、（b）膨压安全边际（Pafternoon-tlp）、（c）导致88%导水率丧失的水势（P88）的关系。
4）进一步，为了厘清乡土旱生植物适应石砾含量变化的整株策略（图7），探究了乡土植物细根功能性状（压力-体积曲线参数）对石砾含量变化的响应模式及驱动机制。结果表明，旱生植物细根通过增强储水能力、持水容量和抗萎蔫特性适应高石砾土壤环境。这一策略性适应与细根解剖结构性状（如皮层厚度、根直径、比根长（SRL））及 P-V 曲线参数（如更低的饱和渗透势 （Posm）、更低的细胞壁弹性模量）的改变密切相关（图8）。相关成果以Distinctive drought adaptive strategies of fine roots in xerophytic species in response to stony soils（2025）为题发表在Plant Physiology and Biochemistry上。博士后张秀龙为本论文的第一作者，李芳兰青年研究员为通讯作者。
图7. 乡土旱生植物适应石砾含量变化的整株策略概念图
图8. 旱生植物适应石质土结构变化的的细根策略概念图
综上所述，石砾的存在可一定程度上促进旱生植物叶片光合能力的提升，但该促进效应具有物种特异性。此外，旱生乡土植物对石质生境的适应伴随着叶片水力效率与安全性的权衡，且这一权衡可能源于木质部与木质部外水力传导路径的协同变化。并且石砾含量通过调控叶片水力导度、脆弱性及安全边际，改变旱生植物的光合峰值时间与干旱响应模式—高石砾环境下植物光合活动的延迟衰减以窄化安全边际为代价，揭示了干旱适应策略中水力安全与碳同化的权衡机制。在地下方面，旱生植物细根通过提升储水能力、优化解剖结构及调节渗透特性（更适应高石砾环境，其中非毛管孔隙度与有效养分分别驱动了细根持水功能与渗透调节的变异，揭示了细根功能性状与土壤属性的协同作用是旱生植物适应石质生境的核心机制。
上述系列成果一方面加深了乡土旱生植物适应干旱背景下石质土结构变化的生理机制理解，同时可为西南干旱河谷区生态恢复适宜物种选择及可持续经营管理提供理论依据。成都生物所胡慧（现工作于河南城建学院）、黄龙、杨雨、吴一苓为共同作者。研究得到国家自然科学基金（32271654）、国家重点研发计划课题（2017YFC0505105），和四川自然科学基金等联合资助（2024NSFSC0010）。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2023.107753
https://doi.org/10.1093/treephys/tpae010
