熱帶森林貢獻了全球約1/4的陸地碳庫和1/3的初級生產力，研究熱帶森林樹木生長對環境變化的響應，對于模擬和預測全球碳循環動態非常重要。受全球氣候變暖的影響，熱帶地區的大氣水汽壓差（VPD）普遍升高，可能對樹木的徑向生長造成不利的影響。過去的研究往往將VPD升高導致的樹木生長下降歸因于光合碳同化能力的降低（源限制），而忽略了環境條件（特別是水分狀況）對樹木形成層活動和木質部發育的限制作用（匯限制）。熱帶地區VPD的升高如何調節樹木形成層的膨壓動態，進而影響樹木的徑向生長過程，仍知之甚少。 

　　中國科學院西雙版納熱帶植物園樹木年輪與環境演變研究組博士研究生Arisa Kaewmano，在范澤鑫研究員和付培立副研究員的指導下，對西雙版納熱帶季節雨林樹種紅椿（Toona ciliata）的徑向生長、樹干液流和葉片水勢等進行了持續的觀測，與瑞士巴塞爾大學的Richard Peters博士以及荷蘭瓦赫寧根大學和比利時根特大學的科研人員合作，結合氣象數據、土壤含水量和樹型參數，利用膨壓驅動生長模型（Turgor-driven growth model），模擬了熱帶樹種紅椿的樹干形成層膨壓和徑向木質部生長的日動態和季節變化，并分析了冠層導度和氣孔調節能力對VPD變化的響應。結果表明：1）基于樹干液流的膨壓生長模型能很好地模擬紅椿樹干形成層的膨壓變化和徑向生長日動態和季節變化；2）紅椿的徑向生長主要發生在夜間，夜間形成層細胞膨壓恢復的水平直接影響到木質部細胞的生長和擴大過程（匯限制）；3）紅椿形成層的夜間膨壓與前一天正午的VPD呈顯著負相關，即白天較高的VPD和冠層導度降低了夜間膨壓的恢復水平，從而限制翌日凌晨階段的細胞擴大和生長，這可能與紅椿相對較弱的氣孔調節能力有關。 

　　該研究首次證實了熱帶樹木生長主要發生在夜間且受膨壓的限制，為利用機理模型預測熱帶樹木徑向生長和碳匯過程對氣候變化的響應提供了的參考依據。相關研究結果以“High vapour pressure deficit enhances turgor limitation of stem growth in an Asian tropical rainforest tree”為題發表在Plant, Cell & Environment上。瑞士巴塞爾大學的Richard Peters為第一作者，范澤鑫研究員為通訊作者。相關研究工作得到了國家自然科學基金的支持，西雙版納森林生態系統國家野外科學觀測研究站提供了氣象和土壤含水量數據。 

　　圖:（a）前一天正午VPD（D_{previous midday}）與形成層區域凌晨細胞膨壓（ψ^P_S）的關系，（b）前一天正午VPD（D_{previous midday}）及木質部日生長速率（d^X_stem）的關系，（c）模型模擬的木質部日生長速率（d^X_stem）與正午VPD的季節動態。