原文以 Optimization theory explains nighttime stomatal responses 為標(biāo)題發(fā)表在New Phytologist（IF=8.512）上。
作者 | Yujie Wang, William R. L. Anderegg, Martin D. Venturas等
翻譯 | 子毅
在植物物種和群落尺度上，都能觀測(cè)到夜間蒸騰作用。這一過(guò)程會(huì)顯著影響全球尺度上的水、碳以及能量收支。
然而，這其中還有一些未解之題：植物夜間蒸騰失水的意義是什么？如何在大尺度上通過(guò)模型對(duì)其進(jìn)行模擬？
研究者們假設(shè)：植物會(huì)在夜間優(yōu)化葉片的擴(kuò)散導(dǎo)度（Leaf Diffusive Conductance，gwn），從而在白天光合作用效益（Daytime Photosynthetic Benefits）和夜間蒸騰作用效益（Nocturnal Transpiration Benefits）之間實(shí)現(xiàn)平衡。
在夜間，蒸騰失水會(huì)降低葉溫，減弱植物在夜間的呼吸消耗，這是夜間蒸騰作用的“收益”（Nighttime Benefits）；另外，夜間蒸騰作用引起植物失水，這會(huì)造成植物白天光合碳同化量的下降，這是夜間蒸騰作用的“成本”（Nighttime Costs）。
研究者們測(cè)量了水樺幼苗（Betula occidentalis）夜間的氣孔響應(yīng)，并驗(yàn)證了相關(guān)模型。
數(shù)據(jù)顯示，隨土壤變干、空氣CO2濃度升高、空氣濕度增大、葉片溫度降低、葉片呼吸速率下降，水樺葉片的擴(kuò)散導(dǎo)度（Leaf Diffusive Conductance，gwn）會(huì)減小。
模型能很好預(yù)測(cè)葉片的所有這些響應(yīng)（除了gwn 的空氣濕度響應(yīng)之外）。
研究結(jié)果顯示，日落后gwn 的緩慢下降，與葉片呼吸作用減弱有關(guān)。
將最優(yōu)夜間蒸騰模型與白天氣孔優(yōu)化方法結(jié)合，可定量預(yù)測(cè)夜間的蒸騰速率。
LI-6800高級(jí)光合-熒光測(cè)量系統(tǒng)在本研究中的作用
LI-6800高級(jí)光合-熒光測(cè)量系統(tǒng)
選擇12株水樺苗，6株被用于研究植物氣孔對(duì)土壤干旱的響應(yīng)（干旱處理），6株被用于研究植物氣孔對(duì)空氣CO2濃度Ca、飽和水汽壓虧缺VPD 以及溫度的響應(yīng)（充分灌溉處理）。為確保穩(wěn)定的夜間氣體交換測(cè)量，日落后，測(cè)試種苗從玻璃溫室轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室，控制實(shí)驗(yàn)室溫度~25℃。在23:00到次日凌晨04:00之間，使用LI-6800高級(jí)光合-熒光測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量葉片的氣體交換參數(shù)。測(cè)量完成后，種苗再次轉(zhuǎn)移回玻璃溫室。詳細(xì)測(cè)量步驟請(qǐng)參見(jiàn)原文。
原文中的部分?jǐn)?shù)據(jù)圖
