[目的]研究旨在明确巨峰葡萄枝条木质部导水能力与温度的量化关系,探索节对水分运输效率与安全性的影响.[方法]以巨峰葡萄1年生枝条为材料,在0.5～40 ℃温度范围,利用低压液流计法测试节间和带节茎段的导水率、比导率及导水率损失(PLC)随温度的变化,分析节与节间茎段导水特性的差异.[结果]巨峰葡萄茎段导水率和比导率均与温度呈极显著的线性关系.当温度从0.5 ℃升高至40 ℃,节间茎段的初始导水率、最大导水率、初始比导率、最大比导率分别升高154％、198％、157％和200％.节间茎段的导水率和比导率显著大于带节茎段,且差异随着温度升高呈增大趋势.节间茎段的PLC显著大于带节茎段,而带节茎段的导水率和比导率受温度的影响小于节间茎段.利用线性回归方程可对不同温度下的导水率和比导率进行预测.导水率和比导率与各温度下水的粘滞系数进行权衡后,各温度下的权衡导水率和权衡比导率没有明显差异.[结论]葡萄茎段导水率和比导率随着温度升高而增大,节对水分运输的效率和安全性有权衡作用.

树木叶水力和光合性状的变异性及权衡策略对评估和预测气候变化对树木的存活、生长及分布至关重要.在帽儿山森林生态站27年生兴安落叶松(Larix gmelinii)人工林从山谷至山脊设立一条由5个样地组成的全坡位样带,测量兴安落叶松黎明前叶水势(Ψpre)、基于叶面积和叶质量的水力导度(Karea和Kmass)、抗栓塞能力(P 50)、比叶质量(LMA)、净光合速率(A)、叶氮含量(N)等叶水力和光合相关参数, 探索其叶性状随立地条件的变异性和相关性.结果表明: 不同样地的Ψpre、Karea、Kmass、P 50、A、LMA和N均存在显著差异(p<0.05),表明叶性状随立地条件变化而表现出显著的种内变异性.Ψpre和Karea或Kmass均与P 50显著相关(p < 0.05),表明兴安落叶松种内存在一定的水力效率与安全权衡关系.A、LMA和N均存在成对相关关系(p <0.05).然而, 水力性状与光合性状之间相关不显著.兴安落叶松响应于立地条件变化而表现出的叶水力和光合性状的可塑性和多重相关性, 是该树种的一种生存生长策略.

木质部的解剖结构特征对树木水分传输功能有重要的影响,阔叶树种木质部环孔和散孔结构特征的分化,很可能导致两个功能类群在水力学结构上存在显著差异,但是有关两个功能类群间细致的水力学性状的对比研究还较少,二者整枝水平的导水率及纹孔水平的细致结构差异尚未见报道.本试验以长白山阔叶红松林常见的3个环孔材和4个散孔材乔木树种为研究对象,对比了两个功能类群树种的整枝导水率(Kshoot)、枝条木质部栓塞脆弱性(P50)等重要水力学相关生理功能特征,并分析了两个功能类群间的木质部组织水平和纹孔水平上的解剖结构特征差异.结果表明:与茎段导水率差异一致,环孔材树种的整枝导水率也显著高于散孔材,但枝条木质部气穴化抵抗力显著弱于散孔材,二者的差异反映了整枝水平上木质部导水效率和安全性之间的权衡关系,与两个功能类群的水力学生理特征存在显著差异一致,二者在最大导管长度、导管直径、纹孔开口面积、纹孔开口比例等光学和扫描电镜观测解剖结构特征上都存在显著差异;木质部解剖特征(组织水平、纹孔水平)和Kshoot、P50等生理特征间,以及木质部不同解剖特征之间存在显著的相关,且两个功能类群遵循相同的规律,反映了木质部结构对水分传输功能的重要影响,而导水率和气穴化抵抗力对木质部对立的结构要求,体现了树木水分传输系统构建的生物物理局限性.

目的 系统评价拉科酰胺添加治疗成人局灶性癫痫的有效性和安全性.方法 计算机检索PubMed、CENTRAL数据库,在线检索ClinicalTrials.gov网站,查找拉科酰胺添加治疗成人局灶性癫痫的随机对照试验,检索时限均为建库至2018年2月.由两位评价员独立筛选文献、提取资料并评价纳入研究的偏倚风险后,采用Stata13.0软件进行Meta分析.结果 最终纳入4篇RCT,共1856例病人.Meta分析结果显示:与安慰剂相比,拉科酰胺添加治疗局灶性癫痫有效率更高[RR=1.85,95％CI(1.62,2.10),P<0.001],但不良反应率[RR=1.13,95％CI(1.01,1.26),P=0.031]、不良反应停药率[RR=2.51,95％CI(1.56,4.04),P<0.001]、严重不良反应发生率[RR=1.72,95％CI(1.17,2.51),P=0.005]也更高.拉科酰胺200 mg/d的疗效优于安慰剂,安全性与耐受性相似;拉科酰胺400 mg/d的疗效优于200 mg/d,安全性及耐受性稍差;拉科酰胺600 mg/d的疗效与400 mg/d相似,安全性及耐受性更差.与安慰剂相比,拉科酰胺相关的不良反应有视物模糊、复视、共济失调、呕吐、眩晕、头晕、恶心、疲劳、嗜睡和头痛.结论 现有证据表明,拉科酰胺添加治疗成人局灶性癫痫疗效优于安慰剂,但安全性及耐受性不如安慰剂,有效性及安全性与剂量有关,拉科酰胺400 mg/d可能是疗效和安全性最佳权衡.受纳入研究数量及质量限制,上述结论尚需更多高质量、大样本的研究予以验证.

冻融栓塞在中高纬度地区木本植物中普遍存在.抗冻融栓塞能力对在寒冷环境中木本植物的生长和安全越冬十分关键,这直接决定植物分布范围.冻融栓塞是由于冰中气体溶解度低,木质部水分在低温下冷冻,使之前水中溶解的气体逸出到导管中,随后木质部中的冰融化又使气泡扩张而引发的栓塞现象.木质部解剖结构的差异会影响植物的抗冻融栓塞能力,植物还可以通过调节木质部正压、代谢耗能等方式主动修复冻融栓塞,也可通过增加树液溶质含量等逃避冷冻,以减少低温损伤.然而,与干旱栓塞相比,目前对木质部冻融栓塞的形成以及植物响应和调节机制的理解不足.为此,该文首先综述了木质部冻融栓塞的形成机制和植物的逃避、忍耐、修复等3种冻融栓塞的应对策略,然后总结了木质部抗低温胁迫能力的生理表现、影响因子和评价指标,并在此基础上讨论了低温抗性、干旱抗性和水力效率之间的多元权衡关系,最后提出今后该领域中的5个优先研究问题:(1)不同植物冰冻的最低温度阈值;(2)是否存在应对低温胁迫的水力脆弱性分割机制;(3)冻融栓塞修复与代谢消耗的关系;(4)低温抗性、干旱抗性和水力效率之间的权衡关系;(5)抗冻融栓塞性状是否能够纳入经济性状谱系.

木质藤本是热带森林的重要组成部分,显著影响森林的结构和功能.已有研究发现木质藤本与乔木的水力结构存在显著差异:木质藤本的缠绕或攀缘茎细小,但其木质部具有粗大的长导管,输水效率高,抗栓塞能力低.为降低基因型差异对比较结果的影响,该研究选取热带崖豆藤属(Millettia)和买麻藤属(Gnetum)的乔木和木质藤本,比较同属内不同生长型植物的水力和光合性状的差异,分析水分传导效率与抗栓塞能力之间以及水力与光合性状之间的相关关系.结果 发现:(1)崖豆藤属植物水力性状的种间差异大,与生活型和需光性有关.耐阴的木质藤本反而具有较低的水分传导效率和较高的抗栓塞能力.(2)买麻藤属植物是裸子植物较为进化的类群(具有导管和阔叶),其乔木的水分传导效率很低,但是其木质藤本的水分传导效率高于其他阳生性的被子植物.(3)不论乔木还是木质藤本,水分传导的有效性与安全性在枝条和叶片水平上均没有显著的权衡关系.(4)与同属乔木相比,木质藤本的叶片较枝条的抗栓塞能力更强,在旱季具有更高的最大净光合速率和气孔导度,支持了木质藤本的“旱季生长优势假说”.该研究揭示了热带木质藤本水力性状的多样性和重要性,为阐明环境变化对这一重要植物类群的影响,需要对它们的水力特征进行更广泛的研究.

以塔里木荒漠河岸林建群种胡杨为研究对象,测定胡杨叶厚度(LTS)、叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶组织密度(LTD)与当年生小枝长(TSL)、小枝茎直径(TSD)、叶面积比率(LAR)、叶茎质量比(LSMR)、小枝茎密度(TSWD)、胡伯尔值(HV)等枝叶功能性状,研究地下水位梯度(GWD)上胡杨枝叶性状的变异特征,采用单因素方差分析、Pearson相关与主成分分析,研究胡杨枝叶功能性状间的协调与权衡关系及性状组合,以期从功能性状的角度揭示胡杨适应干旱荒漠环境的生态策略.结果 表明:(1)胡杨枝叶性状种内变异较大,变异系数8.61％～59.31％,其中HV变异系数最大(59.31％),LDMC、LAR变异系数较低(8.61％、9.75％),且二者对GWD变化不敏感,保守性较高.(2)方差分析显示,胡杨枝叶功能性状在GWD 1.5 m与4.8 m间差异显著(P＜0.05),而LTS、LTD、TSL、HV在GWD≤2.4 m和GWD≥3.5 m之间均差异显著(P＜0.05).(3)相关与主成分分析表明,LA、SLA、LDMC、LTS、LTD、LAR、TSWD、HV可作为反映胡杨枝叶性状特征的重要指标;28对枝叶性状显著相关(P＜0.05),其中HV与TSL、TSD分别呈显著负相关、正相关关系(P＜0.05),与展叶效率(LAR、LSMR)、LA、LM均呈显著负相关关系(P＜0.05);展叶效率(LAR、LSMR)与LDMC呈极显著负相关关系(P＜0.01),LA、SLA与TSWD均呈负相关关系,表明干旱区荒漠植物在维持水力-机械安全和碳收益之间存在潜在的权衡机制.研究发现,胡杨采取降低LA、SLA、展叶效率(LAR、LSMR),增大LTS、LDMC、TSWD、HV等一系列有利于减少水分散失、储存资源(养分、水分)和增强抗性的生态策略来适应干旱贫瘠的荒漠环境;植物经济谱同样存在于荒漠生态系统中,随全球变暖与区域水资源短缺,总体上向慢速投资收益的保守型一端转移.

为揭示生长在湿润生境和季节性干旱生境棕榈科植物的水分生理生态适应的差异,在中国科学院华南植物园中选取3种原分布于湿润生境(SOMH)植物:澳洲轴榈(Licuala ramsayi)、槟榔(Areca catechu)和所罗门皱籽棕(Ptychosperma salomonense),以及3种原分布于季节性干旱生境(SODH)植物:大丝葵(Washingtonia robusta)、澳洲蒲葵(Livistona australis)和大蒲葵(L.saribus),对叶片和叶柄的结构与功能性状进行测定.结果 表明,与SODH物种相比,3种SOMH植物的水力加权导管直径(Dh)、理论导水率(Kth)、膨压丧失点(TLP)、脆弱性指数(VI)和比叶面积(SLA)较高,而其叶脉密度(VD)较低.TLP、VI均与Kth呈显著正相关,说明水力效率和水力安全之间存在权衡关系.可见,SOMH棕榈的叶片水力效率高于SODH棕榈,但叶片水力安全低于SODH,这揭示了生长于不同生境棕榈科植物在水分生理生态策略上的差异.

植物为适应陆地环境进化出木质部维管系统,通过水力学机制高效安全的向光合器官长距离运输水分,木质部水分运输对蒸腾、气孔运动、光合碳同化等生理过程有调控和协调作用,被称为植物生理学的支柱.植物水力学作为木质部水分运输的研究内容和手段,已成为整合植物与生态系统功能的中心枢纽.该文首先概述了植物水分运输的水力学机制、运输系统的局限性,以及木质部结构与功能之间的关系;其次,阐述了木质部栓塞的形成机制并详细介绍了栓塞的诱导方法和测试技术,分析了水分运输系统安全与效率之间的权衡关系,总结了植物对环境的响应和干旱致死的预测模型,讨论了测试技术问题及其引发的当前木质部逆压力修复和指数型木质部栓塞脆弱性曲线有效性的争议;最后,总结了目前植物木质部水力学研究的成果,提出了尚待解决的主要问题,探讨了研究机会与方向.

南方丘陵山地带作为“两屏三带”国家生态屏障区之一,发挥着保障华南和西南地区生态安全的作用,优先保护区的选取对区域的生态系统服务提升、生态安全和可持续发展具有重要的意义.以南方丘陵山地带为研究对象,采用InVEST模型和森林游憩模型评估产水量、土壤保持、碳储存、生境质量和生态休闲的空间分布,基于有序加权平均算子(OWA)建立了11种情景,通过对比各情景的保护效率筛选出了优先保护区.结果 表明:(1)南方丘陵山地带产水量和土壤保持分布不均,平均产水量1108mm,高值区均集中在中部地区,而东部区域和西部区域的生态休闲较高;(2)研究区固碳能力强,平均碳储量为45.58t/hm2,生境质量良好,平均生境质量为0.75,碳储存和生境质量与土地利用/覆被类型关系密切;(3)情景2的保护效率最优,对产水量、土壤保持、碳储存、生境质量和生态休闲的保护效率分别为1.17,1.89,1.32,1.48,1.18.研究结果可为研究区生态系统服务的提升提供决策支持.