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。     

高山植物的形态、结构和生理特征

高山植物是在高海拔地区或树线以上高山气候条件下生长的植物物种的总称,是植物长期适应高山恶劣环境而高度特化的结果。高山植物的类群主要包括多年生禾草、莎草、非禾草的垫状植物、苔藓、地衣等。有些高山植物也是药用植物。高山植物为了生存和繁殖种群,必须适应严酷的高山环境,包括低温、干旱、强紫外辐射和较短的生长季。从植株形态、器官解剖结构、光合作用、元素利用等方面阐述高山植物的基本特征及其适应高山环境的内在机制。在全球气候变化的大环境下,研究高山植物对环境的响应和适应性具有重要的理论意义。     

高山植物的光合生理特性研究进展

高山植物的光合作用受强辐射、低温和干旱环境的影响。近年来,大气CO_2浓度上升和全球气候变暖的趋势日益明显,影响着高山植物的光合生理。本文综述了强辐射、低温和干旱等高山环境因子以及全球气候变化引起的大气CO_2和温度上升对高山植物光合特性的影响,并提出未来高山植物光合生理的研究热点主要是开展不同地域的高山植物光合特性研究,环境因子交互作用对高山植物光合特性的影响研究,不同植物的光合特性对全球气候变化响应的差异,模拟土壤有效养分含量增高对高山植物光合特性的影响,建立数学模型预测全球气候变化对高山植物动态的影响以及通过长期定位研究探索不同生长阶段高山树木的光合特性。     

基于GIS的青藏高原地区四种高山植物的空间遗传格局

青藏高原地区景观特征影响着高山植物的现代遗传格局。基于叶绿体DNA(cpDNA)变异数据,运用GIS空间插值方法和Monmonier算法,分析了青藏高原地区4种高山植物长花马先蒿(Pedicularis longiflora)、西川红景天(Rhodiola alsia)、窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)和西藏沙棘(Hippophae tibetana)的遗传多样性和遗传分化景观格局。结果表明:在4种高山植物的遗传景观格局中,高值区域主要位于东喜马拉雅-横断山脉地区,每种植物的地理隔离也位于这个地区;Partial Mantel test检测表明,地理隔离均显著影响4种植物种群的基因交流,验证了长期地理隔离造成的种群分化是产生该地区遗传格局的主要原因。     

日本产高山植物的染色体数及其分布特点

作者根据清水健美著《原色新日本高山植物图鉴(Ⅰ)》中的“日本产高山植物染色体数一览表”,并参考其它文献,探讨高山植物中染色体数及其分布的特点,同时对被调查的日本产高山植物的组成、染色体的数目和染色体在植物中的相对稳定性、多样性及环境因素引起的染色体异常分布特点等提出了一些看法,供有关科研、教育和生产部门参考。     

世博园里的高山植物

在’99昆明世博园里有一座大温室,其中的高山植物展厅格外引入注目。可很少有人知道它是我国第一个高山植物展厅,并且一举成为目前世界上面积最大、栽培高山植物种类和数量最多的室内高山植物展地之一。 1998年2月,中国科学院昆明植物所与云南省园艺博览局正式签署了大温室高山植物展厅的地面造景和植物引种布展合同。按合同规定,要在不到一年半的     

青藏高原及其周边地区高山植物谱系地理学研究进展

青藏高原及其周边地区是世界上高山植物最丰富的地区,通过谱系地理学研究可以探讨高山植物演化历史与高原隆升和第四纪冰期的关系。根据对已经报道的36种高山植物的谱系地理分析,其谱系地理模式主要表现为:一、冰期退却到高原边缘的避难所,冰后期回迁到高原面;二、地理隔离造成冰期存在多处避难所(含微型避难所),冰后期发生局域性扩张。青藏高原在晚第三纪的快速隆升促进了物种的分化和成种,而第四纪冰期更是加剧了物种的快速分化,高原隆升和第四纪周期性气候波动是形成青藏高原高山植物现代谱系地理格局的主要原因。横断山脉地区作为第四纪冰期高山植物的主要避难所,在进化生物学和保护生物学方面具有重要启示。最后在物种选择、采样策略、基因片段选择和研究方法等4个方面提出青藏高原地区谱系地理学的研究方向。     

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。     

龙池的珍稀濒危植物

中国科学院华西亚高山植物园所在地——龙他，位于四川盆地西部的边缘山区，距四川省都江堰市约30公里。龙池是一个三面环山的马蹄形盆地，虽然面积很小（不足1000公顷），却同时存在着丘陵、湖泊、沼泽、湿地、洪积流石滩等多种地形，龙溪河软蜒穿行于盆地之间。这种特殊的地形，使盆地内形成少风的气候。同时，受“华西雨屏带”气候特点的影响，这里年降水量达180（）m左右，年平均空气相对湿度在87％左右，云雾多，日照较少。夏季凉爽，最热月（7月）的平均气温也只有172℃。这种盆地式的小生境，为许多植物的生存提供了良好的环境条件。…     

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。     

首届国际高山植物发育生物地理学研讨会在苏黎士召开

10 0多年来 ,高山植物的分布、分化及进化一直引起植物学家的广泛兴趣。原则上 ,每种植物在生态需求、分布式样、繁育系统及传播机制等方面都有其独特性。因而 ,人们要问 ,高山植物对同一生存环境 (如冰期的寒冷气候 )的反应在多大程度上能表现出一致性 ?随着分子系统学的发展 ,特别是近年来ＡＦＬＰ(ａｍｐｌｉｆｉｅｄｆｒａｇｍｅｎｔｌｅｎｇｔｈｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｓ)分子指纹技术的应用 ,高山植物的发育生物地理学 (ｐｈｙｌｏ ｇｅｏｇｒａｐｈｙ)已成为当今植物系统发育及居群生物学研究的一个热点。正是在这种背景下 ,首届国…     

中国高山植物区系地理格局与环境和空间因素的关系

高山带是具有极端环境和明确边界的植物分布区,研究高山植物区系地理对于理解空间彼此隔离的极端高寒环境下植物区系的形成与相互联系具有重要意义。本研究整合了中国境内14座主要山地的高山植物区系数据,用Jaccard指数测度不同区系之间的相似性,运用相关分析和Mantel检验方法,重点分析了中国高山种子植物区系地理成分的构成、不同山地之间的相似性及其环境和空间相关因素。结果表明,中国山地的高山带分布着物种丰富的种子植物区系,14座主要山地即包含了65科489属3,670种(含340个种下单位),主要由北温带分布及其亚型、世界分布、旧世界温带分布和东亚分布及其中国–喜马拉雅分布亚型等成分构成,缺少中国–日本分布类型,中国特有属的比例较高(5.2%)。14座山地高山植物区系构成的地理分异显示:北热带和东亚成分自南向北减少,而北方温带成分增加;自西向东古地中海成分减少,北方温带成分增加,而东亚成分在中部达到最大值;在属级地理成分构成上,北方山地和青藏高原周缘山地构成了区系成分近似的两大群组,台湾高山植物区系与大陆东部北方高山带的区系联系更密切。地理隔离是高山植物区系分异的首要因素,高山带的面积大小也影响到其区系成分的构成,而夏季热量是影响中国高山植物区系地理分异的首要气候因子,显示全球变暖对未来高山植物区系具有潜在的胁迫作用。     

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。     

江西三清山植被组成及维管束植物资源研究

三清山位于玉山和德兴两市县交汇处,面积229.5 km²。本文分析了三清山维管束植物资源,从资源保护和持续利用相结合的原则出发,提出三清山维管束植物资源保护及合理利用等方面的若干建议。     

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.     

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...     

青藏高原强UV-B辐射对美丽风毛菊光合作用和色素含量的影响

以青藏高原矮嵩草草甸的主要伴随种美丽风毛菊为材料,通过滤除太阳辐射光谱中UV-B成分的模拟试验,研究了强太阳UV-B辐射对高山植物光合作用、光合色素和紫外吸收物质的影响.结果表明：与对照相比,弱UV-B处理能促使美丽风毛菊叶片净光合速率增加和提高稳态PSⅡ光化学效率;对照中叶片厚度的相对增加能弥补单位叶面积光合色素的光氧化损失,是高山植物对强UV B辐射的一种适应方式.短期滤除UV-B辐射处理时紫外吸收物质含量几乎没有变化,说明高山植物叶表皮层中该类物质受环境波动的影响较小.强UV-B环境下光合色素的相对增加是一种表象,而青藏高原强太阳UV-B辐射对高山植物美丽风毛菊的光合生理过程仍具有潜在的负影响.     

第二届高山植物、沙生植物研讨会略记

1994年暑假期间,来自全国各地70余位植物学专家、教师、大自然爱好者参加了由新疆植物学会、中国科学院沙漠土壤生物研究所共同举办的第二届高山植物、沙生植物研讨会。会议期间,新疆科协、沙漠土壤生物研究所的领导,看望了来自全国各地的代表;植物学和地理学专家学者作了有关高山植物、沙生植物和新疆自然景观等方面的专题报告和发言。     

达坂山蚤缀和裸茎金腰叶绿体超微结构的研究

对高山植物达坂山蚤缀和裸茎金腰叶绿体超微结构的研究表明,叶绿体和线粒体镶嵌很紧密;基粒和基质类囊体膨大,膨大的类囊体呈梭形或圆形,没有发现脂质小球的存在;基粒叠垛程度很低,平均每个基粒类囊体的片层数为5．4。这2种高山植物叶绿体超微结构上的特征是青藏高原特殊的生态条件,包括低温、低气压、强辐射影响的结果。