基于文献计量学的能源植物国际研究趋势与发展格局

随着环境的不断恶化与化石资源的急剧消耗,世界各国都在加快可再生能源(尤其是生物质能源)的研发进程,以保障国家能源安全,应对全球气候变化。其中,能源植物的开发利用是提供生物质原料的重要途径之一。分析能源植物的国内外研究进展,把握其发展趋势,结合我国的特点和需求,有助于支持基础研究,促进源头创新。以ISI Web of Science数据库为数据来源,Thomson Data Analyzer为工具,从文献计量学的角度分析能源植物的国际发展态势。     

陆地森林植被植物细根对全球气候变化的响应研究进展

全球气候变化对陆地森林生态系统与生物多样性造成了较为明显的负面和潜在影响, 由此引发了各种生态环境问题。细根作为植物最活跃的组成部分之一, 在调节陆地森林生态系统碳平衡和养分循环的过程中发挥着重要作用。植物细根对全球气候变化的响应研究已成为当前全球变化背景下陆地生态系统关注的热门课题之一。全球气候变化是以温室气体(CO2、N2O)浓度持续上升、氮沉降加剧、全球气候变暖为主要特征。为此该文从以下几个方面对该领域的研究进展进行综述: (1)CO2浓度升高对植物细根的影响; (2)氮沉降增加对植物细根的影响; (3)温度升高和降水变化对植物细根的影响。最后, 进一步探讨了该领域研究仍存在的科学问题, 提出了未来研究展望。研究结果不仅为进一步研究全球气候变化对植物细根的影响提供重要的理论依据和参考, 也丰富了全球变化背景下根系生态学相关科学理论。     

植物物候与气候研究进展

植物物候及其变化是多个环境因子综合影响的结果,其中气候是最重要、最活跃的环境因子。主要从气候环境角度分析了植物物候与气候以及气候变化间的相互关系,概述了国内外有关植物物候及物候模拟等方面的研究进展。表明,温度是影响物候变化最重要的因子;同时,水分成为胁迫因子时对物候的影响也十分重要。近50a左右,世界范围内的植物物候呈现出了春季物候提前,秋季物候推迟或略有推迟的特征,从而导致了多数植物生长季节的延长,并成为全球物候变化的趋势。全球气候变暖改变了植物开始和结束生长的日期,其中冬季、春季气温的升高使植物的春季物候提前是植物生长季延长的主要原因。目前对物候学的研究方向主要集中在探讨物候与气候变化之间的关系,而模型模拟是定量研究气候变化与植物物候之间关系的重要方式,国内外已经开发出多种物候模型来分析气候驱动与物候响应之间的因果关系。另外遥感资料的应用也为物候模型研究提供了新的方向。物候机理研究、物候与气候关系以及物候模型研究将是研究的重点。     

在应用实践中不断发展的植物生理生态学

大家知道 ,植物生理生态学并不是一门年轻的学科 ,早在植物生态学框架形成时期就存在了。有两个重要的原因使得这门科学在近 1 0年发展迅速。其一是生态环境问题的不断出现 ,尤其是以 CO2 升高为主题的全球变化问题 ,使她在解决实际问题 (气候变化、环境污染、粮食危机等 )上有了用武之地 ;其二则是技术的进步 ,便携式快速而精确测定仪器不断推出 ,可以实现在野外自然状态下测定植物的气体交换过程、叶绿素荧光、能量交换、水势、水分在植物体内的流动及进行冠层与根系生长的分析 ,各种环境控制手段的不断完善使实验的重复性加强 ,而室内稳…     

植物-植食性动物相互关系研究进展

植物光合作用固定下来的能量沿食物链首先流向相邻营养级的植食性动物。植物-植食性动物相互关系是自然界中最普遍、最重要的一种种间关系, 是食物网理论的基础与核心。该文从植食性动物对植物个体、种群和群落特征的影响, 以及植物在个体、种群和群落3个水平上对植食性动物的防御机制与策略两方面, 综述了当前植物-植食性动物相互关系的研究进展。植食性动物的采食, 可以显著改变植物个体或种群的生长、繁殖和存活率, 植物种群的变化则进一步反馈于植物群落组成和多样性特征。相应地, 植物在个体、种群和群落水平形成了一系列的防御机制, 其中在个体和种群水平以化学与物理防御为主, 而群落水平则是通过影响动物的行为或天敌而实现的。该文对相关领域的重要假说和理论进行了介绍、比较。最后, 该文提出了植物-植食性动物相互关系研究的未来发展趋势。随着全球变化和人类活动对自然系统干扰的加剧, 在不同的时空尺度上探索这些干扰如何影响动植物关系, 以及这些影响如何反馈于生态系统的结构、功能和稳定性, 不但有重要的理论意义, 也将为未来制定合理的生态系统管理政策提供实际支撑。     

第十五届国际光合作用大会中国，北京2010年8月22日—27日

由中国科学院植物研究所主办的“第十五届国际光合作用大会”将于2010年8月22—27日在北京友谊宾馆召开。国际光合作用大会是由国际光合作用研究协会（ISPR）发起组织的光合作用研究领域学术水平最高且最具影响力的全球性学术盛会。此次会议的主题是探讨光合作用相关研究在应对当前全球粮食、能源及气候等问题中的应用。     

数字植物标本在科学研究中的应用: 进展及挑战

全球自然历史博物馆中保存着约3.9亿份植物标本,这些标本为科学研究提供了重要支撑。近20年来,随着标本数字化的发展,数字植物标本在科学研究中的应用日益广泛。数字植物标本不仅为标本传统的用途提供了便利,而且衍生出了新的研究主题和方向。鉴于目前中文文献中缺乏数字植物标本在科学研究中的应用概述及所面临挑战的分析,该文概述了全球植物标本数字化的现状,并对数字标本在生物地理学、入侵生物学、气候变化和保护生物学等领域中的应用情况进行了综述。主要集中在以下5个方面:(1)生物地理学研究中物种分布格局及其成因;(2)编制入侵植物名录、重建入侵历史和预测入侵风险;(3)气候变化情景下植物分布格局的变迁机制;(4)生物多样性编目和保护区规划;(5)其他相关应用(如农业和民族药物学等)。最后,针对数字植物标本应用中存在的问题进行了讨论,并提出了应对策略,同时提出开发将数字标本与其他学科大数据进行整合分析的新理论、新方法和新工具,为植物学及相关学科提供参考。     

全球气候变化下植物水分利用效率研究进展

气候变化是20世纪80年代以来全球最为关注的环境问题之一,显著影响着植物的生产力以及水分运移和利用格局,改变植物个体、群落及生态系统的水分利用效率（WUE）,最终影响植被分布格局和群落结构.开展植物WUE的研究有助于理解和预测陆地植被对全球变化的响应和适应对策,从而为应对全球变化提供新的依据.本文从叶片、个体、群体或生态系统等不同尺度简要介绍了植物水分利用效率的概念及测定方法,着重综述了气候变暖、CO₂浓度升高、降水变化和氮沉降等重要气候因子及其复合作用对植物WUE的影响研究进展,以及不同立地条件下植物WUE变化特征及生存适应策略,指出当前研究中存在的问题,并对全球气候变化下植物WUE的研究进行展望.     

山东山旺中新世植物群研究进展

 山旺盆地位于东经118º,北纬36º,是一个中新世中期内陆湖泊沉积盆地。地层内保存了丰富的植物及动物化石。自40年代至今,已对山旺中新世植物群中的大植物化石(87属125种),植物孢粉(41属71种),硅藻(16属45种)及真菌(9属15种)进行了详细的研究。考虑到山旺中新世植物群处于全球气候变化的转折期,对其进行埋藏学,古环境重建等深入细致的研究,对阐明全球中新世气候变化的机制具有重要意义。     

民勤荒漠区植物物候对气候变暖的响应

近几十年来,全球气候普遍变暖.那么,荒漠地区的气候是不是响应了全球气候的这种变化?在全球气候变化过程中,荒漠区植物物候又是如何响应这种气候变化的呢?显然,研究荒漠地区植物物候对气候变化的响应对于深入研究荒漠植物物候与气候因子的关系以及荒漠地区的植物保护都具有重要意义.运用位于中国西北典型荒漠地区的民勤沙生植物园1974～2007年42种中生、旱生植物的物候观测资料进行分析.结果表明:研究区1974年以来气温抬升幅度大于其他文献的研究报道,春季物候期提前幅度明显大于其他国家文献报道;在气温变暖的过程中,不同月份的气温变化与年平均气温的变化趋势并不完全对应,物候期发生当月的平均气温对该物候期的影响＞物候期发生上月平均气温＞年平均气温;研究区位于中国典型荒漠化地区,属于干旱荒漠气候,春季气温升高较其他地区更加明显,这就是当地春季物候期提前幅度相对较大的原因所在,也是当地以及中国西北沙区近几十年来沙尘暴天气增多和沙尘暴发生日期提前的原因.植物物候变化既是植物对气候变化的综合反应过程,又是植物适应气候变化的过程,尤其是荒漠植物.因此,物候研究将会成为今后气候学和植物生态学研究的一个重要内容.     

植物——土壤反馈研究进展

该文综述了植物—土壤反馈研究的定义、途经、方法和国内外的研究现状以及存在的问题。植物—土壤反馈是指植物改变根际土壤的生物和非生物特征,同时被改变的也能提高或降低该植物的生长,形成正的或负的反馈,从而影响植物群落组成及植物间相互作用。植物—土壤反馈研究对于理解植物群落演替、生态系统多样性与生产力形成与维持机制,认识生态系统对气候变化和生物入侵等全球生态事件的响应具有重要的理论意义。外来物种快速生长和繁殖及其可能的负反馈可能会导致本地种被竞争排除,未来气候变化可能导致物种组成发生变化及生物多样性丢失,但资源互补和植物—土壤反馈效应则可能使植物群落具有较高的生产力和多样性。因此,未来植物—土壤反馈关系应该加强以下几方面研究:(1)开展不同生态系统植物—土壤反馈关系的比较研究;(2)植物—土壤及土壤—植物等群落水平的反馈研究;(3)特别是要加强分子和基因工具在植物土壤—反馈关系中的应用,揭示植物—土壤反馈关系的分子机理。     

臭氧与其他环境因子对植物的交互作用

随着城市化进程加速,近几十年来全球范围内对流层的臭氧(O3)浓度持续增加,臭氧对植物的影响引起广泛关注。植物受到臭氧胁迫后,生理生化和形态上出现一系列变化。但臭氧对植物的影响受大气、土壤和光照条件的影响很大。全球气候变化和极端气候常态化使得臭氧和环境因子的交互作用大大增加,因此,臭氧和其他环境因子交互作用的实验条件更接近自然环境条件。这些交互作用很大程度上取决于植物种类、臭氧浓度、胁迫时间、植物对这些环境因子的敏感性以及具体的气候条件。本文综述了臭氧与二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、酸雨、氮(N)素、干旱、光照和紫外辐射(UV-B)的交互作用对植物的影响,探讨了臭氧与其他环境因子对植物的交互作用机理,并提出未来的研究热点是臭氧与其他环境因子交互作用对植物地下部分及根际影响、植物根系及其功能变化与根际过程相互影响的机制研究,不同气候条件下,各种类型森林对臭氧和其他环境因子交互作用的响应,臭氧与气候、大气和重金属污染物的交互作用,与低温等逆境的交互作用对植物的影响,从而找出逆境状态下生物进化的若干规律,为合理筛选抗臭氧污染的植物提供参考,对于改善生态环境具有重要意义。     

植物近期光合碳分配及转化

碳 (C) 既是生命基础元素,又是与大气环境及全球气候变化密切相关的基本成分。近期 (系指数星期的时间尺度,约相当于植物某一生长期) 光合C是“大气-植物-土壤”系统C循环的重要组成部分;定量近期光合C在植物组织、土壤和呼吸损失的分配,对于理解全球C循环是必不可少的。植物近期光合C分结构性C和代谢C;由于代谢C周转快和结构性C尚未及时形成有机质等,近期光合C容易被忽视。应用同位素技术,可从多方面研究植物近期光合C分配及转化特征。这些方面主要包括根际区光合C代谢、近期光合C对CO₂ 和CH₄排放的贡献、C₃植物与C₄ 植物对全球C循环模式的作用、人类活动对近期光合C分配的影响等。我国鲜见植物近期光合C分配及转化的研究,开展此方面的工作,对我国从生命代谢角度研究C循环具有积极的推动作用。     

第十五届国际光合作用大会

由中国科学院植物研究所主办的“第十五届国际光合作用大会”将于2010年8月22—27日在北京友谊宾馆召开。国际光合作用大会是由国际光合作用研究协会（ISPR）发起组织的光合作用研究领域学术水平最高且最具影响力的全球性学术盛会。此次会议的主题是探讨光合作用相关研究在应对当前全球粮食、能源及气候等问题中的应用。25项分会报告涉及了植物生理、生态、农业科学、林业科学、分子生物学、藻类生理生态、水生生物学、海洋生态学、生物能源、仿生学等数十个研究领域。会议期间将重点安排大会特邀报告、专题报告和墙报交流等多种形式的学术交流。     

干旱能源植物的发掘与应用策略

随着人类社会的快速发展和对化石能源的不合理开采,化石能源整体可开采量锐减;另一方面,化石能源的大量使用造成日益凸显的环境污染问题,发展生物质能源对解决能源危机、促进社会可持续发展具有重要意义。囿于人口持续增长和粮食需求不断增加,发展能源植物的重要突破口在于大力开发不与粮食作物争地争水的干旱能源植物。因此,从能源植物概念及其意义入手,论述国内外干旱能源植物应用现状和在实际种植生产过程中存在的问题,综合分析适合作为干旱能源植物的新类型,进而提出干旱能源植物的应用策略。     

气候变化对草地植物物候影响的研究进展

植物物候与植物的适应进化、物种间相互关系、生态系统的结构和功能密切相关,且对气候变化特别敏感,所以一直是进化生物学、植物生态学和气候变化生态学的研究热点和前沿科学问题。本综述基于草地植物物候研究的3个层次(个体-种群-群落)和7个物候序列(返青、现蕾、初花、初果、果后营养、初黄和枯黄期),阐述了不同层次物候序列及其相应持续期对气候变化响应过程的研究进展以及目前研究主要存在的问题,并在此基础上提出未来研究亟需关注的科学问题及展望,以期推动我国植物物候生态学研究发展。     

世界上已知维管植物有多少种? 基于多个全球植物数据库的整合

维管植物是地球上生物多样性的重要组成部分, 拥有超过200年的研究历史。然而, 世界上有多少种维管植物, 其中有多少种已被发现和描述等问题迄今仍未很好回答。本文整合分析了全球4个主要植物数据库, 以期回答全球已发现和描述了多少物种的问题。结果表明, 全球已发现和描述的维管植物有376,366种(包括自然杂交种)。排除自然杂交种后, 全球共包含369,054种维管植物, 其中广义蕨类植物13,810种, 裸子植物1,172种, 被子植物354,072种。我们的结果比已有的4个数据库中的任何一个的物种数都至少要多17,700种。     

草地植物生产力主要影响因素研究综述

草地是全球分布面积最大的陆地生态系统,植物初级生产力是反映草地功能的重要指标。从植物种多样性、资源有效性、放牧、退化草地恢复和气候变化等方面较系统综述了影响草地植物生产力的关键要素和驱动力。大量研究表明,植物多样性与生产力的关系尚未有一致的结论,依据试验地点、起始状态甚至度量指标不同而不同;特别是资源有效性调节着生产力水平并对植物多样性和生产力关系产生显著影响;放牧改变了植物群落特征和养分有效性进而影响生产力的形成过程,也改变了资源有效性-植物多样性-生产力之间的关系;对于退化生态系统,在退化草地恢复过程中植物与土壤资源有效性的互作效应对植物生产力的变化起着关键作用;而在未来气候变化特别是增温对植物生产力的影响因地点和生态系统的不同而异,但多数研究结果显示增温提高了草地植物生产力。与国外其它草地分布区相比,国内的相关研究不仅在数量上明显不足,更重要是欠缺机理上的深入研究。在放牧和未来气候变化背景下如何维持和提高草地生产力,如何加速退化草地生态系统的恢复,进而实现生态安全建设和经济社会协调发展,是我国当前急需解决的理论和实践问题。     

植物功能性状对全球气候变化的指示作用研究进展

以大气CO2浓度升高、大气温度升高、干旱胁迫加剧及紫外辐射增强为特征的全球变化对陆地生态系统产生巨大影响,植物作为陆地生态系统的重要组成部分,其功能性状对全球变化的指示作用为探寻全球变化规律、减缓气候变化提供了科学依据。该文主要综述了植物生理功能性状改变(形态变化、气孔调节、光合结构及光合途径改变和植物光合、呼吸速率及水分生理变化等)和物候功能性状改变对全球变化的指示作用,以及植物群落物种丰富度或数量增加等群落特征变化对全球气候变暖的指示作用。最后指出,完善植物功能性状指标和建立从植物个体、群落到生态系统功能的网络指示系统是今后植物功能性状指示研究的发展方向。     

害虫天敌的植物支持系统

保护天敌,使天敌长期有效地控制害虫是保护性生物防治的核心内容。其中,植物在维持和促进天敌控制害虫中的重要性和作用越来越受到关注。本文概述了各种支持天敌发挥效能的植物类群,论述了蜜源植物、储蓄植物、栖境植物、诱集植物、指示植物、护卫植物等在支持天敌生存和繁殖方面的生物功能,评述了研究和应用这些植物时需注意的问题,提出了科学利用这些植物以维持和增强农业生态系统中天敌发挥控害作用的植物支持系统,并指出了由于对这些植物类别的界定和定义模糊所带来的不便,给出了相应的建议。