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树木生长到一定高度后就会出现高生长停滞,目前对这一现象的解释最受关注的是水力限制假说。水力限制假说认为树木高度增加造成水分运输通路变长并导致顶端叶片遭受水分胁迫,顶端叶片的气孔经常处于关闭状态,最终限制了高大树木的碳获得。但是高大树木内非结构性移动碳化合物(NSC)含量并不随着树木高度的增加而下降,暗示着高度树木的顶端碳获得并没有不足。近期有一种观点认为高大树木顶端膨压减小限制了细胞的生长发育从而造成树木高生长的停滞。我们选取腾冲栲为实验对象,测定其不同冠高枝条和叶片的水力结构、气体交换、形态解剖以及NSC含量,试图发现限制腾冲栲高生长的机理。 我们发现随着树木高度的增加,边材导水率(Ks)随之下降,表示顶端枝条的供水能力减弱。但是同时叶面积与边材面积比(LA/SA)也随之下降,顶端枝条所供养的叶片面积减小,所以叶比导率(K1)保持不变。叶片导水率(Kleaf)上升,叶脉密度无明显变化,但趋于升高,木材密度、叶片水势、13C含量、气孔导度、最大光合速率都保持不变。这说明顶端单位叶片的水分供应并没有受到限制,生理和结构的改变能够完全补偿高度带来的水分亏缺。叶片和枝条内的可溶性糖含量增加,淀粉含量保持不变,暗示腾冲栲顶端的碳获得并没有减少,其高生长的停滞不能从碳获得不足角度来解释。但是单位边材面积的碳回报(通过NSC估计)随着高度的增加而下降,这表明腾冲栲为了保证顶端叶片不遭受水分胁迫而采取的补偿机制导致了碳不平衡并最终限制它高生长的继续。随着高度的增加,叶片出现了一些形态和结构上的改变,叶片面积减小,比叶重增大,表皮细胞面积减小并和叶片面积正相关,暗示着膨压可能限制了细胞生长和发育。 我们的结果没有完全支持水力限制解说,顶端叶片没有遭受水分胁迫,顶端气孔也没有更易关闭,高度没有影响到整个植株的碳获得,但是整个植株的碳平衡受到影响,而且高度可能导致顶端叶片细胞膨压降低。