低压环境中植物的生长特性及适应机理研究进展

在低压受控生态生命保障系统中, 植物是关键的生物部件。在低压环境中, 植物会面临与常压不同的总大气压力(总压)、O₂分压和CO₂分压等大气环境条件。虽然植物在一定的低压环境中能完成完整的生长周期(从种子到种子), 但为了适应新的大气环境条件, 其生理生态特性均会发生改变。该文综述了低压对植物种子萌发、植株形态结构、生长特性、根系养分吸收、植株营养品质、叶片气体交换和乙烯(C₂H₄)释放的影响, 以及低压环境诱导的植物基因表达和相应的调控机理等, 从不同角度阐述了低压环境对植物生长的影响及植物对低压环境的适应机理, 并指出了将来需要进一步开展的试验研究方向。     

草地放牧系统中土壤-植被系统各因子对放牧响应的研究进展

基于草业系统界面理论,综述了草地放牧系统中草地土壤-植被因子对放牧的响应以及放牧条件下植物的补偿性生长,认为在大气候一致的区域,放牧强度对植物群落的影响大于其他环境因子,从而成为影响植物群落特征的主导因子;科学的放牧制度和合理的放牧强度可以改善土壤结构,增强土壤对外界环境变化的抵抗力,否则会导致土壤质量下降,加速土壤侵蚀与退化;放牧家畜采食对植物生产力的影响和植物的补偿性生长是一般的生态学过程,但超补偿性生长与植物被采食前后的状况和环境条件密切相关,也与草地的放牧史有较强关系。因此,建议在研究草地放牧系统时,应以草场本身的条件和动态特征加以评价,用动态规划和系统优化模型,对草地的持续利用和畜牧业的可持续发展进行动态模拟,建立草地放牧管理专家系统。     

不同放牧率下糙隐子草种群补偿性生长的研究

糙隐子草（Cleistogenes squarrosa(Trin.)Keng）是研究草原植物在放牧利用条件下补偿性生长及其机制的较理想的实验植物,通过对该草生产力的形成及其构成的研究表明,在适牧条件下,糙隐子草种群明显地存在超补偿性生长。适牧可以刺激糙隐子草个体地上净光合效率,而地下净光合效率不受影响;但在高强度牧食下,糙隐子草个体则通过降低地下简略主的生产来达到地上较低的补偿性生产。糙隐子草种群的超补偿性生长主要是形成小株丛和高密度的种群结构以适应较贫瘠的生境条件。因此,糙隐子草与食草动物的关系,在适牧条件下可能是互惠的,即既可提高牧草的光合效率和利用效率,又可提高动物的生产;而在重牧和条件下,可能是交换的,对牧草是以降低地下生产而获得地上生产的;对食草动物,也只能是暂时较高比例的利用牧草。这种“互惠”和“交换”的关系较好地支持了放牧优化假设。     

高寒草甸不同生境粗喙薹草补偿生长研究

补偿生长反映了植物的耐牧性, 受采食和土壤养分资源获得性的共同影响。但何种条件易于引起植物发生超补偿是长期以来争论的问题。通过一项野外调查试验, 研究了高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸3种生境(I. 畜圈, 富养, 放牧; II. 牧道, 低养, 放牧; III. 封育草地, 低养, 不放牧)中粗喙薹草(Carex scabrirostris)的补偿生长模式与机制, 以及采食率、土壤养分和水分因子对补偿生长的相对贡献。粗喙薹草补偿生长量和分株盖度、密度及高度在生境I显著高于生境II和生境III, 在生境I和生境II均发生超补偿生长, 在生境III为低补偿。分株生物量对生长器官的分配在生境I和生境II相同, 并都高于生境II; 生物量对储藏器官的分配在生境II最高, 生境III次之, 生境I最低。储藏分配与生长分配和克隆繁殖分配间, 生长分配与有性繁殖分配间均存在负偶联(trade-offs)关系。对补偿生长贡献最大的因子是相对生长率和6月份土壤有机质含量, 其次是8月份土壤氮素营养和采食率。研究结果表明, 粗喙薹草的补偿生长和生物量分配具有可塑性, 并决定着补偿生长模式随生境条件而变化。不论在富养环境或低养环境, 储藏分配高的粗喙薹草都容易发生超补偿, 富养生境条件能降低采食的负面效应, 增加植物的耐牧性。     

西双版纳热带植物园引种植物个体适应性研究

本研究通过比较引种植物和本土植物的生长状况,主要是果熟现象,讨论了引种植物对引种目的地的适应性。中国科学院西双版纳热带植物园,引种和保存了国内外万种以上的热带和亚热带植物,并对多种引种植物进行了长期连续生长监测。本文统计分析了其中观测4年以上的569个编号的引种植物生长适应状况。结果表明：1）引种植物基本适应植物园的环境,但是不同气候区来源的植物适应性表现不同,不同地区来源植物适应性顺序为：热带亚洲植物〉亚热带和热带北缘植物／热带非洲植物〉热带澳洲植物〉热带美洲植物;2）不同科属植物个体适应表现也有差别,无患子科,蝶形花科,楝科和紫葳科等的植物个体适应性和本土植物比较相似,而大戟科植物个体适应性和本土植物差异最大;3）分析表明引种植物对植物园的适应受到来源地气候和区系起源两个因素的影响;4）紫蒇科,桃金娘科和含羞草科的一些引种植物个体果熟年比高于本土植物,其入侵性有待于进一步入评估。     

沙质海岸灌化黑松对蛀食胁迫的补偿性响应

黑松(Pinus thunbergii)在特定的沙质海岸环境中形成了与之相适应的灌化树形。由蛀食胁迫诱发的黑松补偿性响应是其自我保护和适应不良环境的一种重要机制,目前尚缺乏相关研究。该文通过比较蛀食前后植株补偿性生长特征的变化来阐明补偿性响应的机理及其在灌化过程中的作用。结果表明：(1) 蛀食胁迫后,当年和次年枝的数量明显增加,且对当年枝的影响大于次年枝,可见这种补偿响应具有持续性,但强度有减弱的趋势。同样,叶构件的补偿响应也具有持续性但强度差别不显著。(2) 当年枝和叶构件的补偿性生长与其在1年枝上的位置密切相关,蛀食后近顶端枝和叶长度分别为未蛀枝上同部位的1.75与1.43倍,而近底端补偿性生长不明显。(3) 在密度效应的影响下,蛀食枝的芽死亡率上升5.4倍,营养芽产量上升1.55倍,而生殖芽产量差异不显著,因此蛀食胁迫诱发的补偿性响应更倾向于投资营养生长。(4) 主枝遭蛀食胁迫停止生长后,分枝数增多,枝计盒维数增加25%。树冠计盒维数随枝条受害率的增加呈现“先增后减”的变化趋势。通过非线性回归分析表明,两者呈“后峰型”曲线函数关系。(5) 枝和叶构件的总生物量在两条件下差异不显著,属等量补偿性生长。本研究认为：灌化黑松响应蛀食胁迫的补偿性生长机理可用顶端优势去除理论解释,且具有持续效应,这种枝构型改变方式将最终导致黑松灌化形态的形成;同时,补偿性响应还包括芽命运和计盒维数的变化。因此,可将芽命运和计盒维数作为反映植物补偿性生长的指标。     

植物生长物质在水稻生长发育研究中的应用

概述了主要植物生长物质在水稻生长发育中的作用机理及应用情况,对使用植物生长物质存在的问题进行了讨论和展望．     

高山和极地植物功能生态学研究进展

由于环境条件恶劣,所以高山地区（特别是树木分布线以上区域）和极地地区通常被认为是陆地上最为极端的生境之一,但是高山和极地区域却也拥有众多极具价值的生物资源。因此自1896年以来,作为生物进化研究中的热点和难点。高山和极地植物对生境的适应机制和策略一直倍受研究者们的关注。本文以植物生态学、植物生理学、气象学等学科资料,分析了高山和北极植物的特有生活型,并认为它是一种主要的适应机制。通过对全球主要高山和极地植物生长地的局部气候特点的分析,作者肯定了植物的特化适应现象与极端环境各因素间存在的密切关系。     

红树植物胎生现象研究进展

植物胎生是指有性繁殖产生的后代在母体上直接萌发的现象, 在红树植物中最为常见。红树植物生长在热带亚热带海岸潮间带, 耐受高盐、高温、淹水缺氧和海浪冲击等复杂环境。胎生被认为是红树植物对这种特殊生境的重要适应方式。该文从形态发育、生理生化、分子水平、生态适应4个层次讨论红树植物胎生现象对复杂生境的适应性, 并指出现有研究存在的不足, 对将来的研究方向进行了展望。与非胎生胚胎发育相比, 红树植物胎生是一个遗传的程序, 在进化过程中形成了一些特殊的结构。植物激素对胎生发育起关键的调控作用, 繁殖体发育过程中, 其盐离子的种类与浓度的动态变化则是对海岸潮间带生境的重要适应特征。这种胎生繁殖体依靠在母体上完善的一系列功能性特征能更有效地适应落地后的滩涂环境。然而, 红树植物胎生发育过程的分子机理及调控机制还有待研究。理解胎生这一特殊适应性现象的本质及其进化过程将为红树林保护繁育、适应气候变化提供理论依据。     

盐生植物种子萌发对环境的适应对策

盐生环境是一种严峻的胁迫环境,对植物的生长、发育、繁殖等生活史的各阶段都产生着重要的影响。盐生植物是生长在盐渍土壤上的一类天然植物区系,它们在长期的进化过程中形成了一系列适应盐生生境的特殊生存策略。一般情况下,盐生植物种子对环境的适应能力,是植物对盐生环境适应性的重要体现;而植物发育早期对盐度的适应能力又是决定物种分布和群落组成的关键因素。在对国内外相关文献进行分析归纳的基础上,从盐分对种子萌发的影响机理及植物种子萌发对盐生环境的适应对策两个方面综述了植物种子休眠萌发与盐生环境的关系。