机械应力对三种具有不同姿态调控机制的树种生物量分配的影响：以Pachira aquatica、Sextonia rubra和Simarouba amara为例

编辑推荐：树木如何应对倾斜生长？本研究通过对比三种热带树种（P. aquatica仅树皮、S. rubra仅木材、S. amara木材-树皮协同）在人工倾斜条件下的生长响应，发现恢复垂直性不增加总生物量成本，但显著改变生物量分配模式和组织特性（如WSG/BSG、BAR），为理解树木机械适应策略提供新见解。

　　在自然界中，树木需要应对风力、地形倾斜等机械挑战以维持直立生长。这种能力依赖于独特的"马达系统"——通过木材（形成张力木，tension wood）或树皮（bark）产生不对称拉伸应力实现主动弯曲。然而，不同物种采用何种机制（木材主导、树皮主导或二者协同）及其对生物量分配的影响尚不明确。法国国家科学研究中心（CNRS）联合多家机构的研究团队选取三种典型热带树种（Pachira aquatica纯树皮调控、Sextonia rubra纯木材调控、Simarouba amara协同调控），通过14-29周的温室控制实验，首次系统揭示了不同姿态调控机制下的生长策略差异。论文发表于《Annals of Forest Science》。

研究采用三大关键技术：1）人工倾斜实验设计（45°固定倾斜，避免摇摆干扰）；2）多参数生长监测（高度/直径相对增量H_{Rel. Incr}/D_{Rel. Incr}、椭圆化指数Ov、比茎长SSL）；3）组织定量分析（木材/树皮面积比BAR、厚度比BThR、比密度WSG/BSG）。样本来自法属圭亚那野生幼苗（n=51-58/种），通过随机化盆栽消除位置效应。

研究结果呈现显著物种特异性：

1. 生长动力学：所有倾斜树均降低高径比（S_t下降25-40%），但P. aquatica表现极端（高度增量仅7% vs 对照39%），S. rubra保持圆形茎干（Ov≈1），而另两种出现上侧增厚（Ov达1.18）。
2. 生物量分配：总生物量无差异，但P. aquatica倾斜树根质量比（RMR）增加2%（p<0.01）而叶质量比（LMR）降低3%；S. rubra则通过增加茎质量比（SMR 27% vs 22%）补偿叶减少。
3. 组织特性：P. aquatica倾斜树木材密度（WSG）降低22%（p<0.001）而树皮密度（BSG）不变；S. rubra树皮密度降低7%（p<0.01）且木材面积增加100%；S. amara呈现双向调整（WSG增加12%，BSG降低9%）。

结论表明：1）姿态调控机制不改变总生物量投入，但驱动器官间资源重分配；2）树皮主导型（P. aquatica）通过抑制下侧形成层、降低木材刚度实现高效弯曲；3）木材主导型（S. rubra）通过减少树皮阻抗（降低BAR和BSG）优化张力木作用；4）协同型（S. amara）兼具二者特征，体现发育可塑性。该研究为理解树木机械适应策略的进化权衡提供新视角，对森林生态管理和木材利用具有指导意义。