紅樹林濕地生态系統具有重要生态功能和經濟價值，在維護海岸生态平衡和生物多樣性、提供大量的動植物資源、防風消浪、促淤保岸、淨化環境污染、固碳儲碳等方面都發揮着重要的作用，是熱帶、亞熱帶地區碳儲備最豐富的"藍碳"生态系統。随着全球氣候變化加劇帶來的高溫、幹旱、海平面上升及人類不合理開發，全球大面積紅樹林遭受威脅和破壞，其碳儲備大幅降低，然而其響應幹旱的水力安全機制還不清楚。因周期性遭受海水浸淹，土壤和水分鹽度高、缺氧，強紫外線照射，以及高溫帶來的強蒸騰壓力，這些非生物脅迫使得紅樹植物進化出了特殊的生理結構，如根系拒鹽，或者通過葉片的鹽腺泌鹽。基于紅樹植物的鹽分抗性和策略的種間差異，不同的紅樹物種（包括從根系到葉片的整個水力通路）在應對幹旱時候的水力安全協調機制可能不同。

本研究用光學法同時測定了兩種紅樹植物（白骨壤Avicennia marina和木榄Bruguiera gymnorrhiza）幼苗的根、莖、葉的抗栓塞脆弱性曲線（抗栓塞能力可以指征植物的抗逆能力，如抗旱性），根和葉的膨壓喪失點（壓力-體積曲線），以及木質部的解剖特征。本研究假設：1）與氣孔調節不敏感的白骨壤相比較，氣孔調節敏感的木榄有栓塞抗性更脆弱的根、莖、葉結構；2）依據脆弱性分區假說，葉片會比莖和根栓塞抗性更脆弱；3）雖然栓塞抗性會有種間或者個體差異，個體内各器官間将有栓塞抗性的協調；4）氣孔關閉将先于膨壓喪失和早期栓塞擴散，各幹旱反應指标之間的水力安全邊界較大（圖1）。

圖1假說（hypothesized）和實際測定（observed）的紅樹幼苗不同抗旱指标間的阈值及其協調示意圖。

結果表明，兩種紅樹根和葉的抗栓塞能力（P50）較莖更脆弱，但是栓塞剛發生時的水勢（P5）在根、莖、葉三種器官中無明顯差異。氣孔關閉時的水勢，根和葉膨壓喪失時的水勢和早期栓塞擴散時的水勢（P5）接近（圖1）。木質部的解剖特征和栓塞抗性無相關性。栓塞脆弱性分區可能對于紅樹植物阻止栓塞從脆弱的根和葉擴散至莖非常重要。鹽分抗性和策略的種間差異影響從根到葉的水力特征，泌鹽紅樹白骨壤較拒鹽紅樹木榄，根和葉的膨壓喪失點水勢更負，莖栓塞抗性更強。揭示紅樹植物的根系生理阈值，特别是水力安全阈值，可為最近紅樹植物在遭遇長時間幹旱和浸淹後大面積死亡提供重要見解。

研究結果發表于國際期刊“Plant Physiology”(Q1，IF 8.005)上，澳门太阳集团9728网站蔣國鳳副教授為論文的第一和通訊作者，弗羅裡達國際大學Adam Roddy助理教授為論文共同通訊作者。本研究得到了國家自然科學基金地區項目（31860195）的支持。

論文鍊接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiac240

參考文獻：

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