高山植物繁殖策略的研究进展

高山地区通常被认为是陆地上最为极端的生境之一,但却拥有许多形态特化的植物和较高的物种多样性。高山植物如何在严酷的环境中实现成功繁殖,这一问题倍受研究者们的关注。本文综合了国内外高山植物在资源分配、花形态对非生物环境因子的响应、动物传粉及其适应机制、果实和种子及克隆繁殖等繁殖策略方面的文献。为应对低温多雨雪的恶劣环境,一些高山植物采取花向日性、花冠闭合及花序保温结构等繁殖策略。高山植物的传粉者类群也发生了改变,主要为蜂类和蝇类。熊蜂(Bombusspp.)传粉的高效性,减少了高山环境对植物传粉造成的不利影响。当传粉者不可得时,植物不仅通过延迟自交和自助自交等机制来提供繁殖保障,还借助克隆繁殖及其他传粉机制(风媒或风虫媒)来维持种群的繁衍。依赖动物传粉的高山植物,可以采取增加繁殖构件的资源分配、加大"广告"投入以及较大的花展示或较长的花寿命来提高传粉者的拜访几率,以及借助泛化的花结构和选择合适的开花时间等策略来提高繁殖成功率。此外,大部分高山植物产生干果且具有持久的种子库,有利于种子的传播以及种子寻找萌发及幼苗生长的最佳外界环境。在今后的研究中,可着重探讨以下几个问题:(1)非生物环境因子对花形态的选择;(2)季节变化与繁殖策略;(3)群落水平上植物与传粉者的关系;(4)高山生态系统对全球变暖的响应。     

高山植物光合机构耐受胁迫的适应机制

植物的光合作用是易受环境影响的重要生理过程之一.高山植物作为生长在特定极端环境(低温/强辐射)下的植物群体,其光合器官在形态结构和生理功能上形成了抵御强辐射和低温胁迫的特殊适应机制.但由于较高的生境异质性,高山植物的光保护适应机制存在较大的差异.光保护适应机制与光合作用密切关联,影响植物的碳同化能力和生物量的形成能力.本文对近年来国内外有关高山植物光合器官叶绿体的形态、超微解剖结构及光合机构光保护适应机理的研究进展进行了综述,并提出了今后高山植物光合作用生理适应性研究的方向.     

高山植物的抗寒抗冻特性

综述了高山植物光合作用对冰冻低温胁迫的反应和适应特性,阐述了高山植物呼吸作用的低温适应特点;对高山植物抗冻机制作了详细分析和讨论。     

高山植物的抗寒抗冻特性

综述了高山植物光合作用对冰冻低温胁迫的反应和适应特性,阐述了高山植物呼吸作用的低温适应特点;对高山植物抗冻机制作了详细分析和讨论。     

基于数字标本探究绿绒蒿属植物花期的变化

近年来,随着全球气温的明显升高,气候变化引起的全球变暖受到人们的广泛关注.气候变暖会使植物物候发生改变,花期的变化能够直观地反映出植物对周围环境的适应,尤其是高山植物对气候变化更为敏感,因此探究高山植物的花期更具有代表性.为了解植物在气候变暖背景下花期的变化特征,并制定出合理的植物保护措施,该文以典型的高山植物绿绒蒿属...     

青藏高原高山植物的形态和解剖结构及其对环境的适应性研究进展

高山植物是一类生长于树线以上至雪线的山地植物。揭示高山植物适应环境的形态和结构特征及其内在机制,对研究全球气候变化下,植物对环境的响应和适应具有重要的理论意义。然而,国内在高山植物功能生态学的研究上相对薄弱,已有研究主要集中在对青藏高原高山植物的报道上。结合国外高山植物的相关研究报道,从形态和解剖结构两个方面对青藏高原高山植物的研究进展进行了综述,重点阐述了高山植物的形态、解剖结构及其与环境的适应性关系。植株矮小（有的呈垫状）、叶片小而厚、具有通气组织、栅栏组织多层、机械组织发达、虫媒花性状、线粒体数量多和叶绿体基粒片层少等是这一地区高山植物普遍具有的形态和结构特征。高山植物形成上述结构的特异性是高山特殊综合生态环境长期作用的结果。同时,也是高山植物对高山环境的高度适应。最后,对这一领域存在的问题以及未来研究的重点和方向进行了探讨。目的是引起国内研究者的关注,促进我国高山植物功能生态学的研究与发展。     

毛翠雀花花序内的性分配和繁殖成功

两性花植物花序内不同位置的性分配和繁殖成功一般存在差异,通常认为资源竞争、结构效应和交配环境是形成这种差异的主要原因。为了研究雄性和雌性繁殖资源在花序内不同位置间的最优分配问题,该文以青藏高原高寒草甸典型高山植物毛翠雀花为材料,通过比较花序内不同位置的花部特征和种子性状,对其花序内的性分配模式和雌性繁殖成功进行研究,并通过观察传粉者运动特点以及人工去花和补授花粉实验,探讨花序内资源竞争和交配环境对繁殖资源分配的影响。结果表明:(1)不同位置间的雄蕊数、雄蕊鲜重/雌蕊鲜重、花粉数及花粉胚珠比从花序基部到上部显著增加,而雌蕊鲜重和胚珠数逐渐减少,表现出上部花偏雄的性分配;上部花的结籽率显著低于基部花和中部花,不同位置间的发育种子数/果实和发育种子重/果实随着花位置的升高而显著降低,说明基部花具有更佳的雌性繁殖成效。(2)去花处理后,剩余果实的单个种子重/果实显著增加,但发育种子数/果实没有显著增加;而给上部花人工补授异花花粉后,位置间结籽率的差异消失,说明传粉限制而非资源竞争导致了花序内位置依赖的种子生产模式。(3)毛翠雀花雄性先熟的开花特征,以及传粉者苏氏熊蜂从花序基部到上部的定向访花行为,导致了花序内交配环境的变化。综上结果表明,毛翠雀花花序内的性分配和繁殖成功差异是对交配环境适应的结果,对其在高山环境中实现雌雄适合度最优化具有重要意义。     

几种高山植物叶绿体淀粉粒的变化特征

利用透射电镜对生长于青藏高原东北部达坂山（海拔3900m）的5种高山植物叶绿体超微结构进行了观察。结果发现,在所研究的5种高山植物叶绿体中,淀粉粒数量均较多,淀粉粒呈长椭圆形或圆形,沿叶绿体长轴分布。在珠芽蓼的叶绿体中,淀粉粒的电子密度内外不均匀,外周电子密度低,中央电子密度高。在其余4种高山植物中,淀粉粒的电子密度均较低。另外,在这5种高山植物叶绿体中还出现了脂质小球。其类囊体均出现了不同程度的膨大现象。研究表明,高山植物叶绿体中淀粉粒的这种变化是对逆境的一种适应,是青藏高原特殊生态条件长期胁迫的结果。     

雌雄异位和花部行为适应意义的研究进展

雌雄异位和花部行为影响植物的传粉和交配格局。二者的适应意义一直是植物生殖生态学和进化生物学研究的热点之一。该文概述了近年来雌雄异位和花部行为适应意义的研究进展,包括对雌雄异位适应意义的最早期、最传统的认识——避免自交和当前的主流观点——避免雌雄干扰;花内性别干扰的形式及其例证;花部行为在避免雌雄功能干扰、避免自交、实现延迟自交、应对不良环境等方面的适应意义。讨论了使雌雄异位程度减小的锦葵科一些植物中的单体雄蕊柱头运动可能涉及到的适应意义。针对目前在雌雄异位和花部行为适应意义研究上存在的不足,结合国际上研究二者适应意义的发展趋势正在从前期以描述性的研究为主转变到应用现代分子生物学手段(尤其是分子标记,如SSR、SNP、AFLP等)和传统方法相结合,以及随着田间实验和控制条件能力的发展正由经典的野外调查、观察为主过渡到包括花操纵在内的人工试验和野外试验相结合,提出了今后研究中应注意的问题。有必要借用多学科的手段,以可作为研究雌雄异位和花部行为的有着研究基础的植物为材料,设计和操纵不同的对比试验,系统而深入地探讨雌雄异位和花部行为的适应意义。     

3种高山植物紫外吸收物质含量随海拔与季节的变化特征

在植物生长季,对生长于不同海拔高度的3种高山植物矮嵩草(Kobresia humilis)、珠芽蓼(Polygonum viviparum)和平车前(Plantago depressa)的紫外吸收物质含量的季节和海拔变化特征进行了比较研究,以揭示高山植物对极端环境适应的生理生态学机制.结果显示:(1)在整个生长季,3种高山植物叶片紫外吸收物质含量在同时期同海拔条件下表现为平车前最低,珠芽蓼最高.随着海拔升高,紫外吸收物质含量在3种植物中均呈现增加趋势,并与海拔高度存在正相关关系.(2)3种高山植物紫外吸收物质含量随季节均呈现单峰变化趋势;矮嵩草和珠芽蓼的紫外吸收物质含量在草盛初期的6月份达到最大值,而后逐渐降低,并且与紫外辐射强度的季节动态存在一定正相关性;平车前紫外吸收物质含量在草盛期的7月份达到最大值,而后含量逐渐降低,其紫外吸收物质含量的季节变化与紫外辐射强度的季节变化呈较低的负相关,而与植物发育时期可能有关.可见,3种高山植物叶片紫外吸收物质含量随海拔与季节变化特征存在差异,这可能与它们的遗传特性和适应高原强紫外辐射环境胁迫策略有关.