盛夏的樹(shù)林在熱浪灼燒下宛如秋天，炙熱高溫下，生長(zhǎng)在戶(hù)外的植物如何生存下去？2022年8月，華南國(guó)家植物園開(kāi)展“極端高溫下的植物生存大調(diào)查”，廣州日?qǐng)?bào)獨(dú)家采訪(fǎng)研究團(tuán)隊(duì)，了解華南國(guó)家植物園對(duì)植物保護(hù)的舉措。而今一年過(guò)去，相關(guān)研究人員仍在高溫下探索植物在全球氣候劇烈變化下的生存之道。記者通過(guò)回訪(fǎng)獲悉，近日隨高溫天逐步“下線(xiàn)”，“高溫小組”長(zhǎng)達(dá)一年的研究成果也逐漸“浮出水面”。

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↑盛夏的樹(shù)林本應(yīng)郁郁蔥蔥，熱浪灼燒下卻宛如秋天（2022年8月劉慧攝于重慶萬(wàn)州太白巖頂公園）

調(diào)查發(fā)現(xiàn)高溫下銀杏、水杉及楓樹(shù)類(lèi)最易枯死

近年來(lái)，極端氣候現(xiàn)象較以往顯著增加。不僅我國(guó)國(guó)內(nèi)，全球多個(gè)城市和地區(qū)都遭遇了極端高溫干旱，其中高溫干旱屢次打破了多個(gè)歷史氣象記錄。

為做好森林植物和植物園植物耐旱耐熱的研究，去年8月，華南國(guó)家植物園推出“極端高溫下的植物生存大調(diào)查”，其中網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷調(diào)查部分在全國(guó)范圍內(nèi)展開(kāi)。

“調(diào)查一共持續(xù)了15天，在全國(guó)范圍內(nèi)最終收獲了313份來(lái)自21個(gè)省市和134個(gè)縣區(qū)的調(diào)查問(wèn)卷數(shù)據(jù)，向我們呈現(xiàn)了一副全國(guó)植物高溫下受損的圖像?！敝袊?guó)科學(xué)院華南植物園生態(tài)與環(huán)境科學(xué)研究中心植物生理生態(tài)學(xué)研究組劉慧副研究員是調(diào)查活動(dòng)的組織者之一，她告訴記者，在來(lái)自成都、重慶、南京、上海、杭州和長(zhǎng)沙的數(shù)據(jù)中，充滿(mǎn)了“葉片卷曲、焦脆、枯黃”“地上的草全部枯死”“樹(shù)下厚厚的落葉”“小區(qū)植物死亡率超過(guò)20%”“葉片枯死率達(dá)到70%甚至90%”等這類(lèi)描述，其中出現(xiàn)頻率最高的容易枯死的樹(shù)木是銀杏、水杉、槭樹(shù)科楓樹(shù)類(lèi)、薔薇科櫻花類(lèi)，還有廣玉蘭、白玉蘭等；灌木和草本是花葉青木、八角金盤(pán)、鴨腳木、灑錦珊瑚和各種草坪草，以及一些農(nóng)作物如玉米、蔬菜等。

據(jù)劉慧介紹，調(diào)查結(jié)果一方面佐證了2022年國(guó)家氣候中心8月份發(fā)布的全國(guó)極端高溫事件分布圖，結(jié)果顯示長(zhǎng)江流域、東南沿海以及京津冀地區(qū)都發(fā)生了較為明顯的高溫下植物受損事件；另一方面也向我們展示出了大城市的熱島效應(yīng)，同時(shí)也說(shuō)明了大城市的人們更容易獲知大調(diào)查的相關(guān)信息并且會(huì)積極提供各類(lèi)線(xiàn)索的現(xiàn)狀。

↑實(shí)驗(yàn)人員在烈日下測(cè)定葉溫（寧秋蕊攝）

研究團(tuán)隊(duì)為完善“耐熱物種名錄”多次實(shí)地測(cè)量

不同城市沿高溫梯度植物受損程度如何？哪些植物更不耐熱或者更耐熱？

劉慧告訴記者，“去年的調(diào)查數(shù)據(jù)給我們提供了一份非常好的‘不耐熱物種名錄’，但它未能覆蓋‘耐熱物種名錄’，而且結(jié)果更集中于城市園林和景觀(guān)植物，因此還需要進(jìn)一步的探究，比如自然植被中更多樣化的植物耐熱性規(guī)律，為以后的城市園林物種篩選和配置提供參考?！?/p>

為了實(shí)地測(cè)量的篩選和踩點(diǎn)，2022年8月底，“高溫小組”完成了5個(gè)重點(diǎn)城市的實(shí)地測(cè)量；2022年10月底，完成了現(xiàn)場(chǎng)取回的139種木本植物的各項(xiàng)生理學(xué)、形態(tài)解剖學(xué)特征的測(cè)定。

研究結(jié)果顯示，隨不同城市熱浪指數(shù)的升高，植物的葉片受損率明顯上升；更耐熱的物種（受損率20%以下）相對(duì)葉片更厚，例如紫薇、桂花、枇杷和楊梅等；更不耐熱的物種（受損率80%以上）為雞爪槭、銀杏和白玉蘭等，它們不能在生理上耐受高溫，主要通過(guò)落葉和改變?nèi)~傾角等方式來(lái)躲避高溫，以此保護(hù)枝條和樹(shù)干，希望“熬過(guò)”熱浪后重新發(fā)芽。

“不幸的是2022年的熱浪太強(qiáng)，它們幾乎全軍覆沒(méi)。相關(guān)結(jié)果正在撰寫(xiě)英文論文，希望將我們的發(fā)現(xiàn)更廣泛地分享到科學(xué)界?！眲⒒壅f(shuō)。

↑元江站植物葉片溫度示例（張浩萍攝）

今年45.1℃高溫打破歷史紀(jì)錄引發(fā)研究關(guān)注

2023年5月底，課題組博士一年級(jí)的王楊思鼎轉(zhuǎn)發(fā)了一則“元江生態(tài)站最高氣溫達(dá)45.1℃，打破自建站以來(lái)的歷史最高氣溫”的推送引起了研究人員的關(guān)注，對(duì)此劉慧表示，“因?yàn)榘l(fā)生的季節(jié)太早了，溫度太高了，這很不尋常?！焙芸?，劉慧采納了王楊思鼎的建議并組織4人實(shí)驗(yàn)小隊(duì)，于6月攜帶多種儀器奔赴元江，開(kāi)啟了課題組今年的野外實(shí)驗(yàn)。經(jīng)歷了野外一個(gè)多月的高溫烘烤，實(shí)驗(yàn)小隊(duì)完成了60多種森林植物耐熱性的測(cè)定，希望能從自然界中找到更有潛力的“耐熱物種名錄”。

通過(guò)調(diào)查研究“高溫小組”發(fā)現(xiàn)，自然界中高溫和干旱經(jīng)常同時(shí)出現(xiàn)，葉片的耐熱性和耐旱性本質(zhì)上也是緊密相連的?！?022年在我們進(jìn)行調(diào)查以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定時(shí)，就有好幾位同事或朋友問(wèn)到‘這些植物究竟是熱死的，還是旱死的？’，對(duì)此我們認(rèn)為，首先高溫肯定是重要的葉片致死因素；其次，干旱可能是更重要的全株致死因素，兩者疊加加速了植物的死亡。”劉慧說(shuō)。

實(shí)驗(yàn)人員在野外測(cè)定葉片蒸騰作用（謝雨辰攝）

去年夏天，上海、武漢、杭州、溫州的幾位老師加入了“高溫小組”的取樣和測(cè)量工作；今年夏天，海口、濟(jì)南和烏魯木齊的幾位老師同學(xué)也在各地開(kāi)展了植物耐熱的研究。未來(lái)，建立全國(guó)植物響應(yīng)極端氣候信息系統(tǒng)的理想依然任重道遠(yuǎn)，需要更多全國(guó)范圍內(nèi)不同研究單位的合作。

劉慧表示，“我們作為中國(guó)科學(xué)院的研究人員，是沖向極端環(huán)境里的先行者，在人員有限和實(shí)驗(yàn)不易的條件下，盡可能地挖掘有代表性的物種，一步步積累數(shù)據(jù)，以揭示植物在全球氣候劇烈變化下的生存之道。”

文/廣州日?qǐng)?bào)·新花城記者：黃嵐

圖/廣州日?qǐng)?bào)·新花城記者：黃嵐 通訊員：華植宣