生理生态模型之自洽

现在植物生理生态尤其是偏生态的文章,不跑下模型都会觉得没干活。然而,几乎所有生态模型都不能细究,否则会让你怀疑自己的价值观。我也发现,通常都是半瓶子水的人会大肆放大结论。真正的模型行家,对此往往很谨慎,极少将基于模型模拟的结果当成重大发现和创新。很早之前,我PI就跟我提过George EP Box说过的一句化:

All models are wrong, some models are useful.

他自己虽然是以模型发家,但经常说模型只是工具的一种,不能本末倒置。上周五去听了UC Davis葡萄学院一个新进PI的报告。我通常极少去参加这一类报告,但是这一次的主角跟我同一个领域,且发了很多PNAS和Ecology letter等牛刊文章。报告内容是她建了个空穴化修复模型,模拟后发现雨季光合同化能力更强的物种,其对旱季产生的导管空穴化修复(re-filling)能力更强,她把这个发现作为植物抗旱投资理论在发展。粗看这个outline还是很有意思的,然而听完模型部分就再没兴趣了。

模型的基本思想是通过树木茎秆中导管数量和大小(按照年轮以同心圆排列,导管大小为某个平均值)模拟茎秆的水流速度,然后根据流速、土壤及叶片水势模拟茎秆的水力导度,再根据水汽压差计算叶片导度。有了叶片导度,根据光合模型就有了光合速率了。一切看上去那么的合理。然后,她根据假设的50%空穴产生水力导度和气孔导度的P50时,问题就变得那么的不可理解了。当然理论上,在不考虑导管中水流横向流动的情况下,50%的导管空穴化会产生50%的水力导度下降。然而,不论是实际观察还是生物自身的调节策略角度,高等植物(特别的突变体除外)都不可能在50%导管空穴化时气孔导度才下降50%。几乎目前观测到的全部高等植物,在空穴化开始初期,气孔就近乎完全关闭,而且气孔提前关闭一直都被科学家看作植物预防导管空穴化的重要行为之一。更何况自然界是存在从等水势到非等水势的叶片水势行为谱。

如果将模型的核心参数由水流速率换成气孔导度,结论可能就完全是反的了。

还在赶着修改基金,是以为记。


Wickson Hall, UC Davis, CA