叶片下表皮气孔多是因为上表皮靠近光源，气孔容易因高温和强光张开导致水分流失快。下表皮离光源远，气孔在白天关闭减少蒸腾，夜间才张开吸收二氧化碳。比如2021年《植物生理学报》研究显示，下表皮气孔密度比上表皮高约40%，且气孔保卫细胞更厚实，能更好控制开闭。

因为叶片上下表皮结构不同，上表皮细胞排列紧密，下表皮细胞间隙大，这样气孔分布更均匀。比如实验发现，下表皮每平方厘米有200-300个气孔，而上表皮只有100-150个。当光照强时，下表皮气孔关闭能减少70%的水分蒸发，而同时上表皮气孔因高温过度张开反而会加速水分流失。所以植物进化出这种分布，既保证光合作用又降低水分消耗。比如玉米下表皮气孔在干旱时关闭时间比上表皮早2小时，这样能在白天减少40%的水分流失。