可能很多人都認(rèn)為，葉片的溫度和氣溫接近，在相同的氣溫下，植物葉片溫度差異不大，可事實(shí)真是如此么？不是的。不信么？選一個(gè)大太陽天，你可以自己到花園用手去摸一下不同的葉子，感受一下每片葉子的溫度。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，有的葉片涼涼的，有的葉片溫溫的，而有的葉片甚至有些燙。

　　其實(shí)，相同條件下葉片溫度是可以相差很大的。有研究報(bào)道，菠蘿的葉片在太陽直射下最高可比氣溫高出7.6 °C，而同一個(gè)地方的木瓜葉片卻比氣溫低（Noffinger，1961）。在相同條件下，來自干熱地區(qū)的冠層闊葉植物葉片溫度比來自濕熱地區(qū)的冠層闊葉植物溫度低（圖1）。

　　圖1 相同環(huán)境下，干熱河谷植物（HD）和熱帶雨林植物（HW）的葉片紅外溫度圖像和可見光圖像（Lin 等，2017）。 

　　那么，是什么原因造成了葉片溫度的不同呢？要弄清楚這個(gè)問題，我們先來認(rèn)識(shí)一個(gè)概念——蒸騰。

　　蒸騰是植物特有的生理過程，具有高效的降溫效果。每一個(gè)單位的蒸騰（mmol m^-2 s^-1）可以降低0.61°C ~2.12°C的溫度，而植物的蒸騰速率差異很大，從幾個(gè)單位到十幾個(gè)單位。因此，蒸騰速率的不同會(huì)造成植物葉片溫度的差異。高蒸騰往往與高光合相伴發(fā)生，而且往往是在正午之前氣溫很高的時(shí)候，這時(shí)，蒸騰速率增加可以減緩葉片溫度升高，為光合提供適合的微環(huán)境。

　　圖2 不同形狀的人工葉片（無蒸騰，內(nèi)部加熱）的紅外溫度圖像(Stroke等,2006)。 

　　那么，是不是可以理解為僅僅是蒸騰影響了葉片的溫度，沒有了蒸騰，葉片溫度就一樣了呢？科學(xué)家告訴我們，不是的。即使沒有蒸騰，葉片溫度也會(huì)不一樣。誒，這又是什么道理？我們?cè)賮砹私庖幌铝硪粋€(gè)概念——葉片的物理性狀。 

　　葉片的物理性狀會(huì)影響葉片的換熱能力、到達(dá)葉片的輻射量以及葉片的升溫速率。如圖2中的人工葉片雖然沒有蒸騰，但是由于大小和形狀的差異，它們呈現(xiàn)了出不一樣的葉片溫度。這是因?yàn)?，葉片與空氣換熱的時(shí)候要通過葉片附近的邊界層。這么來解釋吧，邊界層相當(dāng)于葉片外一層薄薄的殼子。葉片面積越小、裂葉（葉片邊緣的裂片）越深，這個(gè)殼子就越薄，越容易散熱。

　　此外，我們知道，不同顏色的反射率不一樣，深色比淺色更吸熱。因此，在相同輻射下，深色的葉片溫度更高，淺色的葉片溫度更低。

　　很多沙漠植物的表面會(huì)有一層白色的絨毛，這層絨毛可以在白天反射更多的太陽輻射，減少到達(dá)葉片的輻射，在夜晚又可以起到保溫作用，避免沙漠中巨大的溫差給葉片帶來傷害。

　　另外，葉片的厚度、含水量會(huì)影響葉片的比熱和導(dǎo)熱速率，一般來說葉片越厚，含水量越高，葉片升溫越慢。

　　還有的葉片更加神奇，他們可以通過運(yùn)動(dòng)來減少太陽輻射的傷害。例如：大部分羊蹄甲植物（BauhiniaLinn.），在炎熱的時(shí)候會(huì)把葉子閉合起來，并平行于太陽輻射，減小受光面（圖3）。

　　圖3 高溫下，羊蹄甲葉片閉合，減少受光面積。 

　　可見，葉片可以通過兩個(gè)方法——蒸騰和改變物理性狀來調(diào)節(jié)表面溫度，這樣不僅保護(hù)了葉片也保護(hù)了光合系統(tǒng)。如果植物使出渾身解數(shù)也不能降低葉片溫度，就只好在炎熱干旱的時(shí)候舍棄掉葉子，等到環(huán)境適宜的時(shí)候再發(fā)新葉。

　　要在不同環(huán)境下生存，就要有不同的對(duì)策。水分充足的時(shí)候，葉片可以利用蒸騰散熱；水分受限的時(shí)候，葉片面積變小，增加對(duì)流換熱，并且發(fā)育更多的白毛或者蠟質(zhì)反射太陽輻射；散熱不行還可以提高耐熱性，我就忍、忍、忍！實(shí)在忍不住了，那就躲吧，沒有葉子就傷害不到葉子了，所以有的植物選擇干季落葉。

　　總之，散熱、耐熱和避熱都是植物應(yīng)對(duì)高溫的策略，植物在不同的環(huán)境下選擇了不同的策略。

　　參考文獻(xiàn)： 

　　Lin H., Chen Y.J., Zhang H.L., Fu P.L., Fan Zexin, 2017. Stronger cooling effects of transpiration and morphology of the plants from a hot dry habitat than from a hot wet habitat. Functional Ecology. DOI: 10.1111/1365-2435.12923 

　　Noffinger T.L. (1961). Leaf and air temperature under Hawaii conditions. Pacific Science, XV, 304-306. 

　　Stokes V.J., Morecroft M.D. & Morison J.I.L. (2006). Boundary layer conductance for contrasting leaf shapes in a deciduous broadleaved forest canopy. Agr Forest Meteorol, 139, 40-54.