叶片形态可塑性在维持树冠健康中的作用：以伦敦悬铃木（Platanus x acerifolia）和山谷栎（Quercus lobata）为例

这篇研究通过分析伦敦悬铃木和山谷栎在萨克拉门托城市热梯度下的叶片形态可塑性（如叶面积、叶质量比LMA、叶周长比等），揭示了叶片发育可塑性是树木应对城市高温并维持树冠健康的关键机制。研究发现，山谷栎通过减小叶片尺寸、提高LMA等适应性变化增强耐热性，而伦敦悬铃木的叶片形态响应反而加剧了高温胁迫。灌溉可部分缓解高温负面影响，但物种特异性可塑性差异显著，为城市森林的“适地适树”管理提供了科学依据。

　　

Highlight

叶片形态可塑性在维持树冠健康中的作用：以伦敦悬铃木（Platanus x acerifolia）和山谷栎（Quercus lobata）为例

研究地点与物种

我们选择了萨克拉门托市两种高丰度且特性迥异的树种：伦敦悬铃木（园艺杂交种）和加州本土的山谷栎。前者是萨克拉门托公共树木清单中数量最多的树种，后者位列第三。山谷栎自然分布于加州山谷与丘陵地带，而伦敦悬铃木作为美洲悬铃木（Platanus occidentalis）与东方悬铃木（Platanus orientalis）的杂交种，在全球城市广泛种植。

叶片形态

两物种叶片形态差异显著。灌溉仅影响山谷栎的叶质量比（LMA），而胸径（DBH）与叶片形态无显著相关性（除伦敦悬铃木气孔密度外）。地表温度（LST）是驱动两物种叶片可塑性的主要因素：

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  伦敦悬铃木：高温环境下叶片面积增大21.3 cm²（较凉爽区域增加20.6%），但叶片周长比增幅远小于面积增幅，导致热适应性降低（LLR=4.507, p=0.034）。

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  山谷栎：高温区域叶片更小，且在灌溉条件下LMA显著提升——这种形态调整（如更小叶片、更高LMA）通过减薄边界层厚度和增强组织韧性，有效提升耐热性。

讨论

城市森林管理需重点关注物种特异性可塑性差异：

1. 1.

   山谷栎通过叶片缩小、LMA升高等“有益可塑性”适应高温，其树冠健康在灌溉支持下得以维持；

2. 2.

   伦敦悬铃木的叶片增大策略反而加剧热胁迫，导致树冠退化；

3. 3.

   叶片发育可塑性是树木应对气候变暖的核心机制，但极端高温下仍需补充灌溉。

结论

本研究颠覆了仅凭物种原生分布或经验判断其城市适应性的传统思路，强调应将叶片可塑性纳入“适地适树”决策框架。未来通过同园实验或移植研究，可进一步解析可塑性对城市树种耐热性的调控机制。