热带岩溶植物生理生态适应性对于南方石漠化土地生态重建的启示

岩溶地质在我国分布广泛,特别是西南地区连片分布着世界上面积最大的岩溶地貌.由于长期人为活动的影响,目前我国南方地区岩溶石漠化土地面积已达1.2×105 km2,导致当地生态条件恶化,经济、社会发展面临严重困难.南方岩溶山地土层薄,养分贫瘠,保水性能差.对热带岩溶森林开展了一系列生理生态研究,研究结果对南方岩溶石漠化山地生态重建有启发意义.研究结果暗示,岩溶生境常绿、落叶木本植物和木质藤本植物共存对于维持生态系统水分平衡有重要意义.常绿植物枝条木质部耐气穴化能力强,叶片耐失水性能强.落叶植物采取避旱策略,通过落叶减少旱季蒸腾和水分消耗.岩溶山地大部分植物具有很深的根系,藤本植物根系更深,旱季能利用地下深层岩石下和缝隙水.有些植物如木棉、董棕利用树干储存水保持旱季必要的生理代谢.岩溶山地木本植物叶片和枝条木质部结构和生理功能的密切关联对于适应水分胁迫起重要作用.热带岩溶植物可能普遍缺乏锌、钾元素,这方面问题需引起重视和研究.藤蔓植物可以利用石漠化岩溶山地局部水土资源和丰富的生长空间和光照资源,并且大多数藤蔓植物气孔调节能力强,对强光的适应和利用能力强,是石漠化山地生态重建的理想植物材料.目前中国科学院西双版纳植物园正在推广的一种珍贵的油料植物—星油藤,可以作为南方热区石漠化山地生态重建的理想植物材料.石漠化土地的重建要合理利用不同功能类群植物,特别是岩溶生境的乡土植物,最好构建多层复合群落.     

冰缘区藓类植物叶中肋细胞生态适应性分析

对采自新疆天山一号冰川冰缘区的35种生长在不同生境的藓类植物,分别观察离析后其叶片的中肋导水细胞长、宽,细胞壁厚薄、细胞端尾和纹孔场的数目。湿土面、阴湿岩面、土面和岩面四种生境下的藓类植物叶中肋细胞,随着生境中水分条件由湿到干其细胞长度、细胞宽度和厚度均有变大的趋势;中肋细胞端尾的形式多样,生长在土面的藓类具有多个端尾,具有增强细胞间的联系,有效控制导水和物质交换速度,并提高机械固着和支撑作用。不同生境下叶中肋细胞侧壁的纹孔场数目并无明显差异。中肋细胞的特征反映出其对冰缘区极端而复杂的环境的适应策略,为进一步研究苔藓植物在高寒环境地区的导水机理及生态适应性提供了一定的参考依据。     

植物病毒适应性机制研究进展

植物病毒是一类专性寄生生物,其生存和繁衍依赖于宿主植物和传播介体.植物病毒通过适应性进化来对抗宿主的防御系统,响应环境的变化,确保病毒的顺利传播和扩大种群数量,其适应性机制的研究不仅有助于我们对病毒的变异和进化、病毒与宿主及传播介体间的互作有更深刻的理解,更重要的是为植物病毒病的防治提供了新的思路和途径.主要从RNA沉默抑制子、快速进化、病毒的传播3个方面,就近年来在植物病毒适应性机制研究领域的一些进展进行概述.     

植物局部适应性的研究进展

物种在空间异质性环境中容易受到不同的选择压力;如果本地基因型的适合度高于外来基因型,将导致局部适应性的产生。局部适应性强度是由自然选择、基因流以及其它进化力量的相互平衡决定的。局部适应性对于物种能否在快速变化的环境中长期生存非常关键。因此,在全球气候变化背景下,有关局部适应性的研究已逐渐成为进化生物学领域的研究前沿。本文从概念的提出与发展、成因、相关遗传基础及主要研究方法等方面对植物局部适应性这一生物学问题进行综述,探讨了目前主要的研究进展和存在的问题,展望了未来的研究前景,以加深对植物局部适应性及其遗传基础的全面认识与深刻理解。     

附生植物生理生态适应性研究进展

附生植物是生活在其它植物体或残体上的特殊植物类群,大多生长于森林冠层,空间上远离地面土壤,在光能、水分和养分吸收方面具有明显的局限性。对附生植物的类群、分布、生态功能及对环境的适应性进行了综述,着重分析了附生植物在环境资源有限的生境中生长旺盛并占据重要生态位的原因。同时对今后的研究方向进行了展望,即更新附生植物数据库,明确附生植物水分和养分来源及利用策略,加强对附生植物开发利用及资源恢复重建的研究。     

西南岩溶区植被碳循环研究进展

由于岩溶关键带是地球关键带系统中重要的部分,岩溶区的植被是陆地生态系统重要的碳汇项,岩溶区植被的地上部分通过植物生长固碳的同时其地下部分的碳储量也非常可观,地下生物量生长和凋落物分解也会提高土壤有机碳和无机碳的含量,因此岩溶区植被碳循环已成为当前岩溶碳汇研究的热点之一。该文梳理了近四十年来岩溶植被固碳过程的研究文献,阐述了西南岩溶区植被特有的生理学特征,重点论述了以下4个方面的内容:(1)西南岩溶区植被生物量、生产力、碳储量评估;(2)西南岩溶区植被时空变化格局与碳源汇效应;(3)岩溶区植被碳利用特殊机制;(4)岩溶区植被碳循环模型预测与碳汇潜力。同时,提出了目前研究中存在的问题,并对今后的研究方向进行了展望,认为今后应在岩溶区植被碳循环的相关参数系统测定和机理过程研究,精细识别西南岩溶地区植被景观类型、量化固碳过程,以及对岩溶植被碳循环模型进行校正和修改等方面开展研究。该文可为深入理解岩溶区碳的时空演化规律、探索区域碳循环机理提供参考。     

浅谈沙生植物的生态适应性

沙生植物长期生活在风沙大、雨水少、冷热多变的严酷气候条件下,形成一系列适应艰苦环境的形态特征和抗风蚀、沙割、耐沙埋、抗日灼、耐干旱贫瘠等的生态特性。从沙生植物适应沙埋生活的形态和生长特征、适应风和风沙打击危害的形态结构和生长特征、沙生植物具有的旱生或超旱生的形态结构与生理特性、沙生植物适应流动沙子的繁殖特性及短命植物等几个方面对它们的种种奇特的形态和适应性进行了详细论述。     

白三叶转基因及其生态适应性研究进展

牧草基因工程是近年来国内国际研究的热点之一 ,白三叶作为温带地区优良的豆科牧草 ,是人工草地建植的首选草种 ,也是各类观赏性草坪和绿地的主要组分。但白三叶的生态幅较窄 ,适宜在温暖 (适宜生长温度为 19～ 2 4℃ )湿润、年降雨量 70 0～10 0 0 mm的地区生长 ,对土壤酸碱度的要求比较严 ,适宜的土壤 p H为 6～ 7,耐酸性和耐盐碱能力都比较差 ,从而限制了其在许多地区的应用。利用转基因手段提高其抗逆性和生态适应性 ,培育抗性强、适应性广的白三叶新品种 ,对我国尤其是北方畜牧业、草坪业和生态建设都具有重要意义。在提高其对生物胁迫和非生物胁迫的抗性和生态适应性方面 ,白三叶的转基因研究已经取得了较大进展。结合国内外白三叶基因工程及生态适应性研究动态 ,系统介绍了白三叶转基因研究的主要内容和方法 ,在对已有成果进行综合分析的基础上 ,就目前白三叶转基因和生态适应性研究中亟待解决的一些问题进行了探讨。     

岩溶区和非岩溶区两种优势植物凋落叶分解的比较研究

应用野外分解网袋法对岩溶地区和非岩溶地区两种优势树种桂花和青冈栎凋落叶的分解速率和养分释放规律进行研究。结果表明:分解1年后,凋落叶失重率桂花大于青冈栎,同一物种岩溶区大于非岩溶区。凋落叶各元素浓度随分解时间变化也有一定差异,C含量均表现为初期上升,后下降,最后上升的趋势;N含量前半年呈波动状态,后半年逐渐上升;P含量处波动状态,总体呈上升趋势。N、P含量和凋落叶失重率均表现为极显著正相关,而C:N、C:P、N:P与凋落叶失重率呈极显著负相关(P<0.01),说明凋落叶分解过程中失重率与N、P含量及C:N、C:P、N:P关系密切。凋落叶桂花N、P含量比青冈栎高,分解速率也比较快。     

稀土矿区植物修复研究进展

稀土资源过度开采严重地破坏了生态环境, 矿区生态修复亟待解决。综述了我国稀土矿区的污染现状, 归纳了矿区先锋植物和超积累植物对稀土元素的富集和耐受机制; 探究了土壤改良剂在矿区植物修复过程中的作用, 以及根际微生物与植物联合修复的机制; 分析了Proteobacteria(变形杆菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)等菌群成为植物修复中优势类群的影响因素。最后对根际微生物与植物联用在矿区生态修复中的研究与应用做出了展望。     

岩溶与非岩溶区典型植物最适光合模型和光合特征研究

为探讨不同生境典型植物光合特征对主要环境因子的响应,选择Ethier&Livingston、Ellsworth和Sharkey等3种光合生化模型拟合我国西南岩溶与非岩溶区8种典型植物的A-Ci曲线.结果表明,用Ethier&Livingston模型拟合的A-Ci曲线要优于Ellsworth模型和Sharkey模型,拟合...     

西南岩溶区广西生态安全及资源利用效率

构建了基于生态足迹理论的生态安全综合评价模型,然后基于生态安全评价指标,把数据驱动下动态计量经济学的单位根检验和与协整分析模型引进到生态安全与资源利用效率之间的动态均衡关系的研究中来。以西南岩溶区广西为例,首先采用生态足迹理论方法来测算1990～2003年广西生态安全的生态足迹、生态承载力、生态盈亏及生态压力指数,然后采用动态计量的协整分析方法对广西区域资源利用效率与生态安全状况诸指标之间的长期关系进行了协整分析。结果显示,广西生态足迹呈不断增加趋势,生态承载力呈不断下降趋势,出现了严重的生态赤字,生态足迹压力增幅明显,从临界安全状态发展到不安全状态;资源利用效率不高与生态安全指标之间呈现一种长期稳定的趋势,这表明岩溶区广西的资源利用效率不高,生态安全形势不容乐观,需要及时采取应对策略与措施加以调控。     

外来植物黄顶菊营养器官解剖特征及其生态适应性

采用扫描电镜和光学显微镜对外来植物黄顶菊营养器官的解剖结构研究。结果表明：黄顶菊叶片表皮具较厚的角质层、下陷气孔,叶片为等面叶、全栅型,叶肉细胞环绕维管束鞘细胞紧密排列,是典型C₄植物的Kranz花环结构;茎中厚角组织和维管组织发达,根中还存在通气组织;根、茎、叶中均存在分泌结构。综合光照、温度、土壤pH、有机质、含盐量及伴生种等生态因子分析表明,黄顶菊喜光、喜高温,耐受干旱、盐碱及贫瘠土壤,可与一些耐干旱耐盐碱较强的植物共生。黄顶菊营养器官特别是叶片的解剖特征体现的生态适应性可能与其耐受恶劣生境的能力之间存在一定的相关性,可能是导致黄顶菊具有较强入侵性的原因之一。     

陕北黄土高原优势植物叶片解剖结构的生态适应性

以陕北黄土高原地区7种优势植物为材料,比较了它们沟间地和沟谷地植株叶片解剖结构的差异,以揭示该地区优势植物对干旱强光照环境的生态适应性.结果表明:(1)7种植物各自具有抵抗黄土高原干旱强光照环境的特殊解剖结构:白羊草(Bothriochloa ischaemum)叶上表皮具有发达的泡状细胞,叶内具有花环结构;长芒草(Stipa bungeana) 叶上表皮下陷形成气孔窝,表皮下具有2至多层的厚壁组织;猪毛蒿(Artemisia scoparia)叶具有贮水组织、分泌组织和环栅型叶肉细胞;铁杆蒿(Artemisia sacrorum)叶肉全特化为栅栏组织;茭蒿(Artemisia giraldii)具有双栅型叶肉细胞和分泌结构;达乌里胡枝子(Lespedeza daurica)叶具有发达的粘液细胞;杠柳(Periploca sepium)叶表皮具厚蜡质层.(2)与沟谷地植物叶片结构相比,干旱强光照的沟间地植物叶片厚度、叶上表皮角质层厚度、栅栏组织厚度、贮水组织厚度增加,上表皮细胞体积、韧皮部面积增大,而木质部面积、木质部面积/韧皮部面积缩小.(3)叶片变异系数可反映植物适应环境的潜在能力,7种植物综合变异系数由高到低依次为猪毛蒿、铁杆蒿、茭蒿、白羊草、达乌里胡枝子、长芒草、杠柳.潜在适应能力最强的猪毛蒿已成为陕北黄土高原地区植被生态恢复的先锋物种之一.     

生态适应性在植物水生诱导上的运用

本文通过论述植物普遍存在的生态适应性与环境变化对适应性形成及进化上的影响,以及植物生态适应性形成过程中胁迫环境的重要性,分析了植物水生诱导过程中相关的生理生化及生态方面的变化规律,提出了利用人工环境模拟技术来促进植物通气组织形成的技术路线,形成一套完整可操作的植物水生诱变操作流程,并展现了植物水生诱变技术在生产、生活、生态上的广阔应用前景。     

湿地克隆植物的繁殖对策与生态适应性

湿地是地球上独特的生态系统,它是水陆交替的过渡带,而湿地植物为了适应这种特殊的环境,必须有其相应的生长格局（ｇｒｏｗｔｈｐａｔｔｅｒｎ）和繁殖对策（ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅｓｔｒａｔｅｇｙ）。有些湿地植物具有密丛型的生态特点,这是对过湿的土壤和氧气供给不足环境的一种适应方式。随着有机质的不断积累,每年从分蘖节向上长出新枝,向下生长不定根,其分蘖节不断上移,以便从地表面上获得氧气,并使植物体免遭埋没,这样年复一年的生长,在地表面上形成了草丘。生殖是生物繁衍后代延续种族最基本的行为和过程,它不仅是…     

我国西南喀斯特植物生态适应性与石漠化治理

我国西南喀斯特地区生态脆弱, 石漠化问题严重, 植被恢复/重建的难度极大。为此, 近年来开展了许多基础性研究, 以求为石漠化治理提供科技支撑。该文概略介绍了该地区喀斯特生境的特点, 回顾和评述了喀斯特生境中植物适应性、植物种群、植物群落和生态系统生态学方面取得的主要研究进展, 并结合石漠化综合治理的现状, 提出了喀斯特植物生态学研究的几点期望。     

桂北岩溶区与非岩溶区植物叶片含水率高光谱反演

叶片水分状况是反映植被生理状况的重要指标,构建高普适性的植物叶片含水率高光谱反演模型对准确评价岩溶和非岩溶植被生态功能具有重要意义.该文以我国西南典型区域内岩溶区与非岩溶区共17种植物694个样品为研究对象,同步测量叶片含水率和反射光谱,采用单波段、差值型、比值型、归一化型等四类光谱指数模型,对反射光谱及一阶导数光谱进...     

植物多酚抗逆生态作用研究进展

植物多酚是一类重要的植物次生代谢物质,具有吸收过多的太阳辐射、过滤UV(ultra-violet)和清除体内自由基等多种生理功能,有利于传播花粉、受精及传播种子,并在植物逆境生理生态上也具有重要的作用.该文对近年来国内外有关植物多酚在逆境生态中抗生物或非生物胁迫中的作用--主要包括作为缓解营养缺乏、抵抗干旱、温度变化、盐害、大气污染、食草动物和病原菌浸染等逆境胁迫时的防御物质,以及作为植物与植物之间以及植物与环境之间信息交流物质等方面的研究进展进行综述,并展望了植物多酚的应用前景.