干旱区植物水力传导与抗旱性研究进展

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00131

摘要/Abstract

摘要：

水分是干旱区植物生存和生长的重要限制因子，研究干旱区植物水力传导过程，能够明晰植物应对干旱胁迫的水分利用策略及其对水循环的影响。尽管大量研究已经探究了植物对干旱胁迫的响应，但关于系统探究植物根、茎、叶不同器官对干旱胁迫的响应和协调过程的研究较少。本文综述了国内外关于植物个体水力传导过程及其对未来气候变化的响应，结果显示：（1）植物通过改变其形态特征，如增加根冠比、降低植物高度和舍弃远端叶片和根系等来应对干旱胁迫。（2）根系常通过水力再分配应对干旱胁迫；干旱胁迫会导致植物木质部栓塞，植物木质部可通过改变其结构特征等应对干旱胁迫；植物叶片通过改变叶片结构特征、气孔开合等来应对干旱胁迫。（3）未来气候“暖干化”的区域变化大背景下，干旱区植物水力传导过程是否存在水力效率和安全之间的权衡存在不确定性，需要进一步采用模型综合研究。

关键词: 干旱区植被恢复, 水力传导, 根系吸水, 木质部导水, 叶片蒸腾

Abstract:

Water is an important limiting factor for plant survival and growth in dryland. Researching plant hydraulic conduction in dryland can clarify the water use strategies of plants in response to water stress and their effects on water cycle. Although numerous studies have explored the response of plants to water stress， few studies systematically focused on the response of different plant organs （root， xylem and leaf） to water stress. Therefore， this review presents the hydraulic conduction in individual plants and their response to future climate change at home and abroad， and the results show：（1） Plants cope with water stress by altering their morphological characteristics， such as increasing the root-to-shoot ratio， reducing plant height， and shedding distal leaves and roots；（2） Hydraulic redistribution occurs in plant root in response to water stress； Water stress causes embolism in plant xylem， which responds to water stress by changing xylem anatomical characteristics. Meanwhile， leaves adapt to water stress by altering leaf structural characteristics and stomatal regulation. （3） There is an uncertainty about whether there is a trade-off between hydraulic efficiency and safety in plant hydraulic conduction process in dryland， under the regional climate change background of “warm and dry”， therefore， further model synthesis research is needed.

Key words: vegetation restoration in dryland, hydraulic conduction, root water absorption, xylem conduction, leaf transpiration

中图分类号:

Q945.79

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图/表 2

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