在较高纬度和高海拔的温带森林生态系统中，树木越冬过程中频繁发生的冻融交替可诱导木质部气穴化栓塞的产生，损伤树木的水分传输功能。温带树种进化出不同的适应性机制应对冻融引起的冬季栓塞（winter embolism），例如，槭树属和桦树属树种可在冬春季节产生木质部正压(茎压或根压)，溶解木质部导管内气栓，从而修复导管的水分传输功能。树木储存的非结构碳水化合物(NSC)，对木质部正压的产生起着关键作用，气栓修复与结构性生长均消耗NSC，栓塞修复可能与结构性生长存在对NSC的竞争，但尚未有研究提出并验证该科学假设。
本团队选择长白山阔叶红松林中槭树属(能产生根压和茎压)、桦树属(只能产生根压)、杨树属(不能产生正压)三个属的15个树种，对比分析了冬季气穴化栓塞程度、冬季NSC不同组分（淀粉和可溶性糖）的含量，以及树木生长速率的属间和种间变异，探究了树木生长和冬季栓塞修复之间的权衡关系。结果表明：(1)具有木质部正压修复机制的树种(槭树和桦树)在休眠季表现出较高的可溶性糖含量，冬季气穴化栓塞程度较低。(2)不具有木质部正压修复机制的树种(杨树)，虽然在生长季表现出较高的光合速率、组织NSC含量和径向生长速率，但在冬季具有显著较低的可溶性糖含量。(3)树木休眠季可溶性糖含量与径向生长速率之间存在显著的负相关，说明冬季栓塞修复碳投入的种间差异介导了生长和水力安全之间的权衡关系。该研究从树木水力学-碳经济耦合的新颖角度切入，丰富了温带森林树种功能多样性和适应性策略差异的机理性内涵。
该研究成果近期以“A trade-off between growth and hydraulic resilience against freezing leads to divergent adaptations among temperate tree species”为题在Functional Ecology上发表。植物生理生态组与荷兰瓦赫宁根大学Forest Ecology and Forest Management首席科学家团队联合培养博士研究生殷笑寒为第一作者，郝广友研究员为通讯作者。该工作得到了国家自然基金（31870593, 31722013）、中国科学院沈阳应用生态研究所特色所大团队等项目的支持。

图1. 槭树、桦树和杨树属树木生长速率、冬季可溶性糖含量和冬季栓塞程度的差异

图2. 气栓修复和树木生长对碳水化合物需求间的矛盾介导生产力和水力安全间的权衡