我校科研团队发现气温升高打破植物气孔导度、蒸腾与光合作用之间的耦合关系

气孔是植物与大气进行气体交换的通道，其开闭（气孔导度）直接影响CO₂吸收（光合作用）和水分散失（蒸腾作用）。气孔最优行为理论认为，植物通过调节其气孔行为来解决一个经济学上的权衡问题，即在保证光合速率最大化的同时，将水分散失降至最低，从而维持气孔导度、蒸腾与光合三者间紧密的耦合关系。然而，生态学院生态系统生态学团队近日发表于Nature Communications的一项研究发现：气温升高会打破植物气孔导度、蒸腾与光合作用之间的耦合关系。

该团队通过整合分析全球207篇增温控制实验，系统揭示了植物叶片生理功能对全球变暖的响应格局，并明确了其中的关键温度阈值与复杂权衡机制。研究发现，叶片气孔导度与蒸腾作用对增温的响应呈非线性模式，且存在明显阈值：当增温幅度低于5°C时，气孔导度整体下降；而增温超过5°C后，气孔导度则转为上升。蒸腾作用的响应阈值更低，约为3°C：增温小于3°C时无显著变化，超过该阈值后则随温度上升显著增强。相反，叶片光合作用随温度升高呈持续下降趋势。该研究指出，在全球变暖背景下，植物水分利用、温度调节与碳同化三大功能之间正在发生重新权衡。在高温胁迫下，植物生理策略倾向于“生存优先于生长”，即通过维持蒸腾散热以抵御热损伤成为其最紧迫的生理任务，这可能对生态系统碳-水循环及植被气候适应性产生深远影响。

相关成果以Decoupling of stomatal conductance, transpiration and photosynthesis in terrestrial plants under elevated temperature: a meta-analysis为题，发表于Nature Communications。生态学院王兆国教授为论文第一作者和通讯作者。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-68250-x