气候变化加剧了干旱发生的频率和强度，树木能否通过生理调整适应水分亏缺，对于预测未来森林生态系统的变化至关重要。尽管传统研究认为树木能够通过调整水力、光合等性状应对干旱，但相关认识主要来自盆栽实验与自然降水梯度研究，其结果能否反映真实森林中树木对长期干旱的响应，仍缺乏全球尺度上的直接证据。

近日，中国科学院华南植物园恢复生态学团队在美国科学院院刊（PNAS）以Direct Submission发表题为“Declining hydraulic safety in a drier world”的研究论文，基于全球40个大型森林减雨实验（图1），系统评估了野外森林树木生理对干旱的响应机制。

图1. 全球40个大型森林减雨实验分布点

森林减雨实验通过在林下布设遮雨棚，将部分降雨排出样地之外，从而降低土壤水分可用性（图2）。该方法使研究人员能够在真实的森林条件下探究长期干旱响应。

图2. 河南宝天曼森林干旱实验样地（陈志成 摄）

该研究分析了24项树木水力与光合性状的响应，发现水力效率、抗栓塞能力、叶片养分和光合能力等关键性状均未发生显著变化，整体表现出较强的生理稳定性。然而，这种生理稳定性并不意味着树木在干旱下更加安全。长期减雨显著降低了树木的水势，而抗栓塞能力没有显著变化，导致水力安全边际显著收窄（图3）。同时，尽管净光合速率下降，但根、茎、叶的非结构性碳水化合物含量总体保持稳定。该结果表明，长期干旱下，树木面临着更高的水力安全下降风险，即更加接近树木水力失效的阈值，而非明显的碳储备耗竭。

图3. 森林树木生理性状对干旱实验的响应

该研究揭示了干旱胁迫下森林树木水力安全下降的潜在风险，深化了对森林树木干旱响应机制的认识，为预测全球变化背景下森林生态系统的变化提供了科学依据。在未来造林、森林生态恢复和管理中，应优先考虑具有较宽水力安全边际特性的树种，以提高森林抵御干旱的能力。

中国科学院华南植物园梁星云副研究员为论文第一作者，该研究得到国家重点研发计划、广东省杰出青年基金、国家自然科学基金等项目的资助。论文链接：www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2622754123