当前植物生理生态学研究的几个热点问题_蒋高明
从生态视角看转基因——访中国科学院植物研究所研究员蒋高明
如 说 谷 子 的基 因 可 以转 移 到 一 些 相 近 的植 物如 狗 尾 草 里 面 。 在 这 个 转 移 的 过程 中 ，转 基 因可 能 会 逃 逸 出来 ，专 业 上 把 它 叫做 基 因 污 染 ，或 者基 因逃 逸 。 这 就 是 说 人 类 希 望 基 因 为人 类 服 务 ，但 是
专家简介
转基 因技 术从 它面 世之 日起 ，争 议声 一直 不断。２ １ 年 ９ ， ００ 月 山西 “ 先玉３ ５ 事件 ，引发 了部 分公众对 这一 品种和 转基 因作 物 ３” 的疑虑 ，山西省 农业 厅称 “ 先玉３ ５ ３ ”玉米 品种 是通 过 国家 品种鉴 定 的杂交 品种 ，不是 转基 因品种 。报道 中所 反映 的有 关猪 、羊、老 鼠等动 物异 常现 象与事 实不 符 ，所 述 的因果 关系缺 失科 学依据 。近 日，记 者采访 了中国科 学院植 物研 究所研 究 员蒋高 明 ，作 为～个 长
有 时 人 类控 制 不住 基 因 ，基 因可 能 就 会 变成 你 的敌 人 。 上 面 所 说 的带 了玉 米 转基 因 的杂 草 ，它 就 具 有 了抗 虫 、抗 盐 碱 的能 力 ，这 样 无 形 中 就 要增 大 除草 剂 的量 才 能 控 制 杂 草 。所 以对 农 业 或 者 自 然 生态 来讲 ，存在着 潜 在 的风 险。 记者 ：转 基 因有 可 能破坏 生态平 衡 ？这 个 有根据 吗 ？
危险 的。
成 空 气 污 染 ，小 孩 呼 吸 这 种 废 气 后 铅 会进
植物农学中的作物生理与生态研究
植物农学中的作物生理与生态研究植物农学是研究农作物种植与管理技术的学科，其中作物生理与生态研究是其重要的分支。
作物生理与生态研究旨在深入了解作物的生长与发育过程以及其与环境因素的相互作用，为优化作物产量和品质提供科学依据。
本文将探讨植物农学中的作物生理与生态研究的重要性、主要内容和研究方法。
一、作物生理与生态研究的重要性作物生理与生态研究对于农作物的种植与管理具有重要意义。
首先，通过对作物生长与发育过程的深入了解，可以掌握作物的适宜生长环境与生育期需求，进而优化种植措施和管理方案，提高农作物的产量和抗逆性。
其次，作物生理与生态研究可以帮助人们更好地认识到作物与环境的相互作用关系，从而制定出更加环保和可持续的农作物种植模式，减少对土壤和水资源的污染与浪费。
因此，作物生理与生态研究对保障粮食安全、推动农业可持续发展具有重要作用。
二、作物生理与生态研究的主要内容作物生理与生态研究的主要内容可分为以下几个方面。
1. 作物生长与发育过程：研究作物从种子萌发到成熟的整个生长发育过程，包括光合作用、呼吸作用、物质运输、生长调节等生理过程。
通过对作物生长的监测和分析，可以了解不同生育阶段的生长特点和生理需求，为合理施肥、浇水和病虫害防控提供科学依据。
2. 作物与环境因素相互作用：研究作物与光照、温度、湿度、土壤等环境因素之间的互动关系。
作物的生长发育和产量优劣受到环境因素的影响，因此深入研究作物对不同环境的适应能力和响应机制，有助于制定相应的调控措施，提高作物的适应性和抗逆性。
3. 作物品质与产量调控：研究作物产量与品质的形成机理以及调控方法。
通过探索光合作用、营养元素吸收与转运、激素调控等关键环节，为提高农作物的产量和品质提供技术支撑。
4. 作物农艺措施优化：研究不同农艺措施对作物生长发育和产量品质的影响。
通过比较分析不同灌溉、施肥、植保措施等的效果，探索最佳的农艺措施组合，提高农作物的生产效益。
三、作物生理与生态研究的方法作物生理与生态研究采用多种方法来实现研究目的。
植物生理生态学的研究方向
植物生理生态学的研究方向植物生理生态学是一个综合性学科，旨在研究植物的生理过程与其在环境中的相互关系。
它涉及到植物的生长、发育、代谢和适应性等各个方面，以及植物与环境之间的相互作用。
通过对植物生理生态学的研究，我们可以更好地理解植物的适应能力和生存策略，为解决环境问题和改善生态环境提供科学依据。
本文将介绍植物生理生态学的研究方向及其重要性。
一、植物生理生态学研究的方向1. 植物生长和发育调控植物的生长和发育是植物生理生态学研究的重要方向之一。
该方向主要涉及植物内源激素、光合作用和营养物质对植物生长和发育的调控机制。
例如，研究植物生长素在植物根系、茎叶和果实发育中的作用，以及环境因素对植物生长素的影响，可以揭示植物的生长过程和适应能力。
2. 植物适应性和环境胁迫植物在不同的环境条件下表现出不同的适应性和抗逆性。
植物的适应性研究涉及到植物的形态、生理和生态学特性。
例如，在干旱条件下，植物如何调节气孔的开闭以适应缺水环境；在盐渍土壤中，植物如何通过积累低毒性物质或调节根系结构来抵御胁迫等。
研究植物的适应性和胁迫响应机制对于植物栽培和改良具有重要意义。
3. 植物与其他生物的互作关系植物与其他生物之间存在着复杂的互作关系，包括与昆虫、微生物、其他植物的竞争和共生等。
植物与昆虫的互作关系是植物生理生态学中的一个重要研究方向。
这方面的研究内容包括植物对昆虫的防御机制、昆虫对植物的依赖关系以及植物花粉传播和种子散布等。
通过研究植物与其他生物的互作关系，可以了解植物的生态适应性和进化机制。
4. 植物的资源利用和能量流动植物的资源利用和能量流动是植物生理生态学的重要研究内容。
该方向主要研究植物对水、光和养分等资源的获取和利用方式，以及植物能量在生态系统中的流动路径和转化过程。
研究植物的资源利用和能量流动对于了解生态系统的稳定性和物质循环有着重要意义。
二、植物生理生态学的研究意义1. 构建气候变化适应策略面对全球气候变化的挑战，研究植物的适应和响应机制对于制定适应性策略具有重要意义。
植物生长调节剂的应用现状与建议
植物生长调节剂的应用现状与建议目录一、内容综述 (2)1.1 背景介绍 (4)1.2 研究意义 (5)二、植物生长调节剂的应用现状 (6)2.1 主要植物生长调节剂种类 (7)2.1.1 含氮化合物 (8)2.1.2 含磷化合物 (10)2.1.3 含钾化合物 (11)2.1.4 多元化合物 (12)2.2 应用领域 (13)2.2.1 农业领域 (15)2.2.2 林业领域 (16)2.3 存在的问题与挑战 (17)2.3.1 安全性问题 (18)2.3.2 环保性问题 (18)2.3.3 法规限制 (20)三、植物生长调节剂的建议 (21)3.1 加强研究与创新 (22)3.1.1 深入研究植物生长调节剂的生理机制 (24)3.1.2 开发新型高效环保的植物生长调节剂 (25)3.2 规范使用与管理 (26)3.2.1 制定科学合理的使用规范 (26)3.2.2 加强市场监管与执法力度 (28)3.3 强化宣传教育与培训 (29)3.3.1 提高公众对植物生长调节剂的认知水平 (30)3.3.2 加强从业人员的技术培训 (31)3.4 推动国际合作与交流 (32)3.4.1 参与国际标准制定与修订工作 (33)3.4.2 加强与其他国家和地区的交流与合作 (35)四、结论 (36)4.1 研究成果总结 (37)4.2 对未来研究的展望 (38)一、内容综述植物生长调节剂是一种广泛应用于农业生产中的化学制剂，其通过模拟天然植物激素的作用来促进植物生长、发育和提高产量。
随着现代农业科技的快速发展，植物生长调节剂的应用越来越广泛，涉及到农业生产的各个领域。
在实际应用中，也存在着一些问题，如使用不当可能导致植物生长异常、品质下降等。
对植物生长调节剂的应用现状进行深入分析，提出合理的建议，对于促进农业可持续发展具有重要意义。
广泛应用：植物生长调节剂已广泛应用于农业生产中，包括粮食作物、蔬菜、水果、花卉等各个领域。
植物逆境生理生态学
植物逆境生理生态学植物逆境生理生态学是研究植物在不利环境下的适应机制和生理生态学特征的学科。
植物在生长过程中会遇到各种环境因素的不利影响，如高温、寒冷、干旱、盐碱、重金属污染等，这些环境因素都会影响植物的正常生长和发育，导致产量和质量的下降。
因此，研究植物在逆境条件下的生理生态学特征，找到植物的适应机制，有助于提高农业生产效率和改善生态环境。
植物在逆境条件下的生理生态学特征表现在几个方面：一、生长和发育特征方面植物在逆境条件下生长速度减缓，发育延迟，并且生长周期缩短。
植物叶片变小、厚度增加、某些器官退化或缺失，叶绿素含量降低，根系发育萎缩。
二、代谢和物质转运方面植物在逆境条件下代谢活动水平减少，光合作用和呼吸作用受到影响。
植物体内的物质转运也受到影响，导致物质的吸收、转运和分配受到限制。
三、抗氧化防御系统方面植物在逆境条件下有一套完善的抗氧化防御系统，保护细胞不受氧化损伤。
植物通过调节活性氧的产生和清除，维持细胞内的氧化还原平衡。
四、激素调控方面植物在逆境条件下会产生并释放出不同种类和量的激素，以调节其适应环境的生长和发育。
激素的种类和量的不同也会导致植物在逆境条件下的表现不同。
五、基因和信号网络方面植物在逆境条件下通过转录因子、激酶和磷酸化等方式传递信号，从而激活一系列基因，调节参与植物逆境适应的生理和生化过程。
六、根际微生物方面植物与根际微生物有密切的关系，微生物可以促进植物养分吸收、生长和逆境适应，从而发挥重要的地位。
总之，植物逆境生理生态学是一个新兴的交叉学科，是为了能够更有效地研究和解决植物在逆境条件下面临的问题和挑战。
研究植物逆境生理生态学不仅可以提高植物抗逆性，还可以为人类提供更丰富、安全、健康的作物资源。
植物生理生态学
浙江大学
陈进红
17
第三节 植物生理生态学在国内 的发展
1920-1960
始于20世纪20年代：
涉及植物生长发育与土壤理化性状、水分、养分的关系
代表性工作：
钱崇澍(1883-1965)：钡、锶及铈对水绵的特殊作用(Chien & Osterhout,1917)
植物在温室气体浓度上升造成的全球变暖和由它带来的各种全球变化中的生理生态响应植物适应和进化的机理对有限资源的合理利用光温水气养分等多种环境因子对植物影响的及相互作用环境因子对植物生长发育的影响植物的抗逆性潜能和植物生长过程的自动监测动态模拟特殊生境下植物的生态适应机制浙江大学陈进红11当前的研究热点区域或全球碳循环植物或生态系统对co2浓度升高的生理生态响应逆境胁迫下的植物生理生态响应高温与低温强光紫外辐射盐胁迫第二节植物生理生态学的起源与发展阶段浙江大学陈进红13思辨方法和准实验方法阶段公元前1750中国
Pfeffer(1900)等在植物与环境观察与描述的基础上，出版了第一部《植物 生理学》，内容涉及植物的光合作用、呼吸作用、同化物质的分配、水 分关系、矿质营养、氮同化、植物与环境关系等。有些观点影响至今。
观察法的缺陷：
只能得到事物的表面现象，而对时过境迁的现象无法自发重现
只能得到事物综合的表现现象，无法了解原因
浙江大学
陈进红
7
植物生理生态学的研究内容
植物与环境的相互作用和基本机制 植物的生命过程 环境因素影响下的植物代谢作用和
能量转换 有机体适应环境因子变化的能力
浙江大学
陈进红
8
学科定位
研究种群、群落和生态系统功能的学科 宏观与微观生物学研究的结合点 个体水平以下研究结果的证明和理解
我国植物学领域的主要研究单位和导师
我国植物学领域的主要研究单位和导师由于相关领域的院士大多是闻名遐尔、众所周知的了，而且也几乎不亲自带学生，所以这里的导师介绍中略去院士级人物。
由于个人能力有限，可能会疏漏一些有影响力的研究单位和导师名字。
欢迎大家补充！植物分类与进化：中科院植物所的系统与进化生物学开放实验室：主要导师：葛颂（稻属植物的分类与进化、植物生态遗传学、植物进化生物学）、汪小全（分子生物地理学、松科植物系统分类与进化）、杨亲二（种子植物分类学）中国科学院昆明植物研究所：分子植物地理学研究组：李德铢（植物分类、植物区系地理与植物系统与演化）、张玲（植物繁殖生态学与进化）种子植物系统发育与演化研究组：彭华（植物区系地理学、植物系统演化）高山植物区系起源与进化研究团组：孙航（植物分类和植物地理）中国科学院华南植物园：主要导师：夏念和（植物分类学和植物资源学）、葛学军（种子植物分类学和保育生物学）、张奠湘（系统发育）中科院武汉植物园：李建强（植物分类系统学）、中科院西北高原生物研究所青藏高原生物进化适应开放实验室：刘建全（进化植物学、生殖与功能生态学、分子生物学、资源植物学和保护生物学）复旦大学：钟杨（生物信息学, 分子进化与系统发育）植物生态学：中科院植物所植物生态学与生物多样性保护研究中心：马克平（生物多样性、植物生态学）、董鸣（克隆植物生态学、恢复生态学）、韩兴国（生物地球化学，保护生物学，生态系统生态学，全球变化生物学）、蒋高明（生理生态学和恢复生态学）中科院西双版纳热带植物园：李庆军（植物繁殖生态学与繁育系统进化）、刘宏茂（民族植物学与森林生态学）中国科学院华南植物园：任海（生态系统生态学、恢复生态学）、周国逸（生态系统生态学研究组）、叶万辉（保护生态学、生物入侵）、彭少麟（恢复生态学）中科院西北高原生物研究所高原生态学研究中心（海北高寒草甸生态系统开放实验站）：刘建全（繁殖生态学、资源植物学和保护生物学）北京师范大学生态学研究所（生物多样性与生态工程教育部重点实验室）：张大勇（植物繁殖生态学）、葛剑平（生态系统生态学、森林生态学）兰州大学干旱农业生态重点实验室：杜国桢（草地生态学、植物繁殖生态学）、王刚（理论生态学、植物个体生态学）复旦大学生物多样性科学研究所：陈家宽（生物多样性、植物生态学及进化）、卢宝荣（生物入侵生态学）、李博（生物入侵生态学）云南大学生态学与地植物学研究所：党承林（植物生态学）中国科学院昆明植物研究所：周浙昆植物生物地理3\植物化学方面是中国科学院昆明植物所搞得最好。
逆境环境下植物生理生态研究
逆境环境下植物生理生态研究植物生长和发育受到环境的一系列复杂的影响，其中逆境环境因素如温度、干旱、盐碱和重金属等，对植物的正常生长和发育产生许多不利影响，进而导致植物的凋谢和死亡。
逆境环境不仅对植物生长发育产生严重的影响，还对生态系统的稳定性和农业的发展产生不良的影响。
因此，研究逆境环境下植物的生理生态特征，探讨植物进化与适应机制，对于农业生产和生态环境保护具有重要意义。
一、逆境环境对植物的影响1. 温度逆境温度逆境涉及高温和低温两种情况。
高温时，植物体内的酶蛋白质变性，叶绿素含量下降，导致呼吸和光合作用的下降，并且影响 DNA 转录和翻译的过程；低温时，植物体内的细胞液体和细胞膜的结构出现变化，导致代谢活性下降和生理功能障碍。
温度逆境影响植物的生长和发育，并且影响植物的产量和品质。
2. 干旱逆境干旱逆境时，植物在叶片的表面逐渐失去水分，导致叶片萎缩和产量降低。
植物通过调节蒸腾作用和根系的吸收来维持体内的水分平衡，但当干旱时间过长时，植物的叶片和根系会受到损伤，影响了植物的生长和发育。
3. 盐碱逆境盐碱逆境时，植物体内的各项代谢活动会被严重干扰，导致植物的叶片产生叶缘焦枯、生长发育受到限制、内部结构有改变、细胞液失衡等问题，这些都会严重影响植物的生长和发育及其产量。
二、植物的应对机制1. 温度逆境下植物的适应机制温度敏感的植物通过调整酶活性和膜糖脂含量，以适应温度逆境。
另外，可溶性糖的含量增加也是一种温度逆境适应的机制，它能够调节植物的渗透压，使叶片适应极端温度条件下的冷热变化。
2. 干旱逆境下植物的适应机制植物在干旱状态下会积累相应的物质，如减少水分散失的叶片，加厚细胞壁，增加根系吸收水分的面积等。
同时，还能在遭受干旱逆境时释放蛋白酶和蛋白质，以消耗谷氨酸来适应。
3. 盐碱逆境下植物的适应机制盐碱逆境下，植物通过调节离子吸收与欠水互补作用来缓解渗透压和离子负载的问题。
在吸收到多余钠离子之后，把它们转运到旧叶中以进行排出，同时，植物还会通过膜压力（ionic pressure）将钠离子腾出细胞。
全国生态学博士学位设置情况
8. 大学生态学教学参考资讯8.1 全国生态学博士学位授权点设置情况根据2001年全国博士生招生简章汇编资料整理而成。
有的单位可能在生态学方面有招生，若没有进入该年度全国招生简章的汇编资料中（特别是2000年获得生物学一级学科博士学位授权点后，还没有来得及进入全国招生简章中），在本材料中将没有录入。
如若遗漏，请谅希。
由于生态学及其应用领域与很多其它学科相关，有的高校或科研机构虽然没有生态学博士学位点，但实际上在相关其它学科培养博士生，从而也将该学科学位点或与生态学直接相关的学位点的方向列入；博士生导师也以2001年全国博士招生简章上所出现的人员予以列出，仅作参考。
编录格式如下：博士授权点单位博士点学科（学科统一代码）研究方向指导教师8.1.1. 生态学（071012）博士学位点（1）北京师范大学生态学（071012）生理生态学与分子生态学孙儒泳李庆芬种群生态学与行为生态学徐汝梅植物生态学葛剑平进化生态学张大勇全球变化生态学张新时信息生态学与生态模型高琼（2）北京林业大学生态学（071012）森林生态系统功能马钦彦恢复生态李俊清害虫生态控制李镇宇植物多样性及其资源利用王建中群落生态学罗菊春（3）中国农业大学生态学（071012）景观生态学与土地持续利用宇振荣生态农业与区域发展吴文良废弃物处理与资源化李国学旱地中低产田的综合治理郑大玮家畜生态与有机农业孙振钧（4）内蒙古大学生态学（071012）植物种群生态学杨持草地生态学杨颉（5）东北师范大学128生态学（071012）恢复生态学周道玮草原生态学郭继勋数学生态学王克植物种群生态学杨允菲（6）东北林业大学生态学（071012）树木生理生态学王风友种群与群落生态学胡海清生态系统生态学王宪成景观生态学与全球生态李风日生态系统管理崔晓阳火生态学与管理洪伟（7）华东师范大学生态学（071012）能量生态学系统生态学陆健健实验植物群落学城市生态学宋永昌微生物生态学生态工程徐亚同动物生态学分子生态学徐宏发分子生态保护生物学王小明（8）南京林业大学生态学（071012）群落生态生态系统工程薛建辉水土保持与防护林工程张金池森林生态环境与资源监测管理生态经济彭世揆（9）浙江大学生态学（071012）农业生态学王兆骞农田生态与农作系统张壬午植物种群生态学洪德元保护生物学刘季科生态系统分析与模型胡秉民微生物生态冯明光（10）中山大学生态学（071012）种群与群落生态学周昌清胡玉佳信息生态学余世孝绿地生态学杨中艺（11）华南农业大学生态学（071012）农业可持续发展/作物生态学/植物化感作用骆世明生态系统生态学周国逸恢复生态学/森林动态学彭少麟土壤与环境资源廖宗文129污染生态学吴启堂（12）云南大学生态学（071012）植被生态学姜汉侨金振洲党承林景观生态学杨一光污染生态学王焕校段昌群微生物生态学姜成林张克勤遗传生态学刘飞虎寄生虫生态学左仰贤分子进化昝瑞光（13）兰州大学生态学（071012）理论生态学王刚数学生态学李自珍环境生物学王勋陵植物生态学陈家宽农业生态学石元春山仑生理生态学/分子生态学王根轩（14）中国科学院生态环境研究中心生态学（071012）城市及产业生态学王如松景观生态学/环境地理学傅伯杰环境管理/环境系统工程赵景柱系统生态学/生态评价与规划欧阳志云大气污染对生态系统的影响/受害生态系统的生态恢复冯宗炜农业生态工程/环境保护生态工程候彦林（15）中国科学院地理科学与资源研究所生态学（071012）森林生态学李文华陆地生态系统格局与过程欧阳华精准农业阳含熙农业环境保护陈同斌（16）中国科学院动物研究所生态学（071012）进化生态学康乐昆虫生态学盛承发生态系统功能/啮齿动物生态/分子生态学张知彬濒危物种保护宋延龄保护生物学蒋志刚水生生态学许木启自然种群的进化和遗传分化张德兴DNA序列的分子进化张德兴系统生态学李典谟分子行为生态学张树义130（17）中国科学院植物研究所生态学（071012）干旱区生态/全球变化与陆地生态系统/生态区评价张新时生态系统生态学韩兴国植物克隆生态学/恢复生态学董鸣生态系统多样性马克平植物生理生态学蒋高明区域生态系统与模型研究高琼（18）中国科学院沈阳应用生态研究所生态学（071012）生态环境工程李培钧污染生态化学周启星农业生态闻大军植物生态曹同何兴元生态过程黄国宏森林生态王庆礼生态水文气候与生态动力裴铁凡森林界面生态学韩世杰（19）南京大学生态学（071012）植物生态与生态工程钦佩安树青动物生态学陈建秀城市生态学李建龙生物多样性与湿地生态安树青钦佩（20）山东大学生态学（071012）植被生态学王仁卿生物多样性与生态保护王仁卿8.1.2. 研究方向同生态学密切相关的博士授权点单位北京大学自然地理学（070502）植被生态学与生态遥感、全球气候变化方精云环境地球化学陈静生陶澍水土环境研究陈静生王学军环境信息系统陶澍王学军第四纪年代学周力平全球变化的区域响应周力平环境科学（083001）环境化学唐孝炎李金龙白郁华张远航环境规划与管理唐孝炎叶文虎倪晋仁陈国谦环境社会系统发展学叶文虎陈国谦水资源、水灾害与水沙环境倪晋仁北京林业大学131水土保持与荒漠化防治（090707）流域治理关君尉孙立达张洪江荒漠化防治孙保平周心澄林业生态工程朱金兆余新晓北京师范大学环境科学（083001）环境评价、规划与管理杨志峰杨居荣水环境与水资源刘昌明杨志峰地下水资源评价与管理林学钰环境信息管理赵俊林水利水电科学研究院水力学及河流动力学（081502）植被生态动力学王兆印水域生态数值模拟刘树坤南开大学环境科学（083001）环境化学戴树桂黄国兰陈浦华傅学起污染预防与治理戴树桂庄源益朱坦张振家环境规划与管理朱坦环境生物学高玉葆庄源益山西大学环境科学（083001）环境毒理学孟紫强生物多样性研究与保护马恩波环境生态学张金屯吉林大学环境科学（083001）环境污染与防治化学杜尧国环境分析与监测董德明环境评价与规划张文祥东北林业大学植物学（071001）植物分类与保护生物学祖元刚植物生理生态学与生态工程杨国亭植物资源生态与化学工程石福臣植物分子生态学与生物工程卓力环计算生态学与信息工程张文辉复旦大学植物学（071001）系统与进化植物学濒危植物保护生物学陈家宽植物种群生态学陈家宽钟杨南京大学环境科学（083001）污染生态学王连生132元素形态与生物可利用性王晓蓉污染化学与生态学孔令仁环境生态毒理学孔志明清洁生产陈金龙植物学（071001）植物生态与生态工程钦佩浙江大学环境科学（083001）环境生物地球化学翁焕新保护生态学丁平环境工程（083002）废物生物处理与资源化冯孝善郑平环境污染模拟与控制朱荫湄环境生物与生态工程陈英旭闵航农药学（090403）农药生态毒理樊德方厦门大学植物学（071001）植物生态学林鹏环境科学（083001）海洋生物地球化学洪华生环境资源与管理焦念志海洋微型生物生态郑微云海洋生物生理生态卢昌义环境生态学许克平青岛海洋大学海洋生物学（070703）海洋生态学张志南海洋生态与浮游植物生态朱明远资源生态与海洋生态系统唐启升武汉大学环境科学（083001）生态环境材料设计与开发杜予民重金属毒理学熊治廷植物学（071001）植物生态学于丹中山大学环境科学（083001）环境评价与规划陈新庚环境生态与实地恢复陈桂珠污染生态与生态工程蓝崇钰西北大学植物学（071001）环境植物学王勋陵133结构植物学胡正海系统与进化植物学赵桂仿中国科学院生态环境研究中心环境科学（083001）生态毒理徐晓白水生态毒理学刘忠州水生态王子健中国科学院长春地理研究所环境科学（083001）湿地环境与生态吕宪国刘兴土孙广友赵魁义杨永兴环境生物学与生态学余国营中国科学院成都山地灾害与环境研究所自然地理（070502）山地灾害研究崔鹏环境影响与评价陈国阶环境退化与生态建设锺祥浩山地侵蚀张信宝土壤侵蚀与水土保持李勇中国科学院海洋研究所海洋生物学（070703）海洋环境与生态周名江朱鑫华杨红生韩傅平焦念志中国科学院南海海洋研究所海洋生物学（070703）海洋生态黄良民王肇鼎殷克东生态动力学王文质施平朱良生养殖生态韩舞鹰古海洋生态环境陈木宏海洋生态环境变迁孙东怀中国科学院昆明植物研究所植物学（071001）植物区系地理学吴钲镒周浙昆闵天录植物系统学与进化生物学梁汉兴植物地理学（分子地理）李德铢热带植物多样性保护与可持续发展许再富中国科学院华南植物研究所植物学（071001）环境生理陈贻竹生态系统动态彭少麟生态系统生态学周国逸保护生态学叶万辉中国科学院水生生物研究所水生生物学（071004）流域生态学刘健康藻类生理生态高坤山134藻毒素的环境化学特性徐晓清生态毒理学徐盈环境生物学吴振斌恢复生态学吴宁渔业生态谢小军中国科学院西北高原生物研究所动物学（071002）昆虫分类和资源开发利用印象初系统生态学周立生态系统生态学张晓爱动物生态学赵新全中国科学院寒区旱区环境与工程研究所自然地理学（070502）景观生态肖笃宁干旱区生态赵哈林农业生态李锋瑞135。
当前植物生理生态学研究的几个热点问题
植物生态学报 2001,25(5)514～519A cta P hytoecolog ica S in ica ・植物生理生态学专栏・当前植物生理生态学研究的几个热点问题Ξ蒋高明(中国科学院植物研究所植被数量生态学开放研究实验室,北京 100093)摘 要 简要介绍了最近国内外植物生理生态学研究的几个热点问题。
这些问题主要围绕着人类活动影响造成的几大重要环境因子改变而可能导致的植物生理生态变化展开,包括CO2浓度升高、紫外辐射增加、温度变化、强光、盐生环境扩大化等;部分工作探讨已经存在的特殊生境下的植物生态适应。
其中,围绕着陆地生态系统的碳平衡是最为热门的话题之一。
虽然以CO2浓度升高主题展开对C3和C4植物的影响研究依然是众多刊物发表生理生态学原始论文的重要内容,一些特殊功能型如CAM植物的响应引起了人们的兴趣;植物对于紫外辐射的生理生态响应有望成为新的研究热点。
研究手段的完善以及实验材料的改进是最近植物生理生态学不断出新成果的重要原因之一,如稳定同位素技术的应用、野外FA CE实验、叶绿素荧光技术等使一些机理性问题不断被揭示出来。
关键词 植物生理生态学 全球变化 CO2 紫外辐射 强光辐射 高温与低温REV IE W ON S OM E HOT T OP I CS T OW AR D S THE RESEARCHESIN THE F IELD OF PLANT PHY SI OECOLOG YJ I AN G Gao2M ing(L aboratory of Q uantitative V eg etation E cology,Institu te of B otany,the Ch inese A cad e my of S ciences,B eij ing 100093)Abstract Som e ho t top ics in p lant physi oeco logy research have recently m ade regular appearances in a num ber of i m po rtant internati onal journals(Science,N ature,etc.).T hese describe the responses of p lant physi oeco logy and grow th to facto rs such as:increasing CO2concentrati on,ultravi o let radiati on enhancem ent,changes in tem2 perature,sunligh t irradiati on and the enlargem ent of salty habitats.A ll of these facto rs are clo sely associated w ith the p rocesses of global cli m ate change.Som e of the research,how ever,ai m s to investigate the response of p lants to existing environm ental stresses in specialised environm ental habitats.Among the intensive studies,the carbon budget of terrestrial eco system s is one of the ho ttest top ics,research conducted recently,including:the e2 m issi on of greenhouse gasses,sink and source dynam ics of carbon at regi onal and global scales and the functi on of the terrestrial and oceanic eco system s.A lthough the responses of C3and C4species to elevated CO2are still the m ain top ics in mo st journals,there has been m uch p rogress in study of CAM functi onal types.P rogress in the ap2 p licati on of new techno logies such as stable iso tope m ethods,free air CO2enrichm ent(FA CE)facilities,and ch lo rophyll fluo rescence techno logy have helped greatly in understanding these general p roblem s.Key words P lant physi oeco logy,Global cli m ate change,CO2,U ltravi o let radiati on,H igh ligh t radiati on,H igh o r low temperature stress 近年来,由于人类经济活动对生物圈干扰的不断升级,造成的生态环境问题越来越突出,如全球气候变化、生物多样性丧失、环境污染的扩大等。
植物生理生态学研究进展
植物生理生态学研究进展杨锐铣;黄小波;吴昊;胡滨;谷勇【摘要】植物生理生态学是植物生态学的分支.它主要结合了植物生理学和植物生态学2门学科的优势来分析生态学现象和解决所面临的环境问题.该研究着重从光合、逆境以及实验仪器的研究方面综述了国内外有关植物生理生态的研究进展,并展望研究趋势,为我国的相关研究提供资料.%Plant ecophysiology is a branch of plant ecology, it combines the advantages of two disciplines of plant ecophysiology and plant ecology to analyze the, ecological phenomena and solve the environmental problems. This paper reviews the research progress of plant ecophysiology from the studies of photosynthesis, adversity and laboratory instruments both at home and abroad, and forecasts its future research trends, which provides information for the related studies in China.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(040)029【总页数】3页(P14165-14166,14194)【关键词】植物生理生态学;光合生理生态;逆境【作者】杨锐铣;黄小波;吴昊;胡滨;谷勇【作者单位】云南省大理农业学校,云南大理671000;中国林业科学研究院资源昆虫研究所,云南昆明650224;西南林业大学环境科学与工程学院,云南昆明650224;中国林业科学研究院资源昆虫研究所,云南昆明650224;怒江州林业局,云南怒江673100;中国林业科学研究院资源昆虫研究所,云南昆明650224【正文语种】中文【中图分类】S601近年来，由于人类不断追逐经济利益的最大化，人与生态环境之间的矛盾越来越尖锐。
C3与C4植物的环境调控
1& =/ "Q S V P K M V 5 J K 4 PV RK L 4N 0 4 N V 5 0 4O / R S V K V / R PN M / TK 4 M M 4 P K M V U 0 K /U R J U K V O L 4S V P Q 0 U g V R X/ N % M % U K L dU g PV PK / K U 0 0 gS 4 Q 4 R S 4 S/ RK L 4 B 1& = "V "Q % R K 4 M T4 S V U K 4Q 0 U R K PV R S V O U K 4 PK L U K % L / K / P g R K L 4 P V PQ U K L dU g PO / J 0 S 4 R e V M / R T4 R K U 0 O / R S V K V / R P L 4N V R S V R X/ N R J T4 M / J P% 1 5 44 S J O V 5 0 4 E d4 R 3 / M T K L 4U 5 / e 4S 4 P O M V Q K V / R / d J R S 4 M P K U R SK L U KQ L / K / P g R K L 4 K V OQ U K L dU g PU R SK L 4 V MO L U M U O K 4 M PU M 40 U M X 4 0 g 1P L B 1+ "Q =O U K L dU gV R K /% M / Q P 4 R 4 R e V M / R T4 R K M 4 X J 0 U K 4 S K P 4 4 TPS V N N V O J 0 K K /V TQ M / e 4K L 4Q L / K / P g R K L 4 K V OM U K 4 P5 gV R K M / S J O V R X%
植物生理生态学的前沿问题
植物生理生态学的前沿问题植物生理生态学是研究植物在自然环境中的生理和生态适应的学科，涉及了众多的前沿问题。
本文将介绍几个当前植物生理生态学领域的热点问题，包括植物对气候变化的响应、植物与土壤微生物的相互作用、植物对辐射的适应以及植物与害虫之间的互动关系。
一、植物对气候变化的响应气候变化对植物的生长和发育产生了重要影响。
随着全球气温的升高和降水模式的变化，植物的生理和生态特征也在不断调整。
例如，植物的开花时间、叶片形态和光合作用速率都可能受到气候变化的影响。
研究人员通过实验和模拟模型，探究了植物对气候变化的响应机制，并预测了不同气候条件下物种的适应性。
二、植物与土壤微生物的相互作用土壤微生物是植物根际环境中的重要成分，与植物之间存在着复杂的相互作用关系。
土壤微生物可以通过产生激素、固氮以及分解有机物等方式促进植物生长，同时植物根系分泌的物质也可以影响土壤微生物的组成和功能。
研究人员利用分子生物学和土壤学方法，揭示了植物与土壤微生物之间的相互作用机制，为生态系统的稳定和农业生产的可持续发展提供了理论和实践基础。
三、植物对辐射的适应植物在各种光环境下都能进行光合作用，但不同光环境下植物的光合效率和生长速率可能存在差异。
研究人员通过对植物的光能利用率、叶绿素荧光以及光合相关基因的研究，探索了植物对不同光环境的适应机制。
此外，一些新兴技术如光合速率的遥感监测，也为植物生理生态学的研究提供了新的手段和途径。
四、植物与害虫之间的互动关系植物和害虫之间的互动是生态系统中重要的相互作用关系。
害虫对植物的食害会引起植物的免疫反应，而植物通过释放化学信号物质来招引天敌或者抵抗害虫。
研究人员通过对植物防御基因的研究以及害虫与植物之间的互动实验，揭示了植物与害虫之间的信号交流机制，并探讨了如何利用植物与害虫的相互作用来实现绿色农业的发展。
总结：植物生理生态学的前沿问题离不开对气候变化响应、植物与土壤微生物的相互作用、植物对辐射的适应以及植物与害虫之间的互动关系的研究。
植物学热点
植物学热点
植物学是研究植物的结构、生长、发育和分类等方面的学科。
近年来，随着人们对自然环境和生态系统的认识不断加深，植物学也成为了一个备受关注的研究领域。
以下是当前植物学领域的热点内容： 1. 植物适应气候变化的机制研究：气候变化对植被覆盖和生物
多样性产生了显著影响。
研究植物适应气候变化的机制，包括相应的遗传变异和表观遗传调控机制，可以为我们更好地保护植物资源提供科学依据。
2. 植物基因组学的发展：随着高通量测序技术和分析方法的不
断发展，越来越多的植物基因组得以测序和分析。
这些基因组数据的获得，为我们深入了解植物基因组结构和功能提供了重要手段。
3. 植物次生代谢产物的发现和研究：植物次生代谢产物具有重
要的生物活性和药用价值。
通过对植物次生代谢产物的分离和鉴定，可以为我们寻找新的天然产物，同时也有助于理解植物次生代谢途径的调控机制。
4. 植物生长发育的机制研究：植物生长发育过程中涉及到许多
生物学调节机制，包括激素信号传导、基因调控和环境响应等。
研究这些生物学机制，可以为我们更好地了解植物生长发育的过程和机制。
5. 植物进化和分类的研究：植物进化和分类的研究是植物学的
基础性工作。
通过对植物分类学、系统发育学和多样性研究的深入探究，可以为我们更好地了解植物的起源、演化和分布规律。
- 1 -。
植物水分利用效率及其测定方法研究进展
WU E 的基因进行定 位, 并进而培育出高 WU E 新 品种成为可能, 这为半干旱条件下作物生产力的提 高、 生物节水提供了诱人的前景 , 但目前这方面的研 究尚处于起步阶段 [ 33] 。 3. 2 环境因子 WU E 除了受植物因子 的调节与影响 之外, 同 时受环境因子的控制。由于植物叶片水平的 WU E 是光合和蒸腾之比 , 因而凡影响植物光合和蒸 腾的环境因子对植物单叶 WU E 均有影 响[ 35] 。影 响植物 WU E 的外界因子很多, 如光照、 水分[ 30, 54] 、 CO 2 浓度 同
注 : W UE : 水分利用效率 ; Pn: 叶片净光合速率 ; T r: 叶片蒸腾 ; W UE i : 内 在水分利 用效率 ; g s : 叶片气 孔导度 ; Rp 、 Rs 分别表示植物组织样品和标准化石样品 PDB 。
稳定性 C 同位素比 率 ;
取决于植物生长的 3 个生物学过程 ( 即光合、 呼吸和 蒸腾 ) 的耦合过程, 主要受植物气孔开闭的调节。在 植物气孔开闭的过程中, 光合作用吸收 CO 2 的过程 和蒸腾作用水分消耗的过程是相反的 , 同时光合 作用同 化产物 一部 分被 呼吸 作用 消耗。 近年来 , WUE 已经成为国内外半干旱地区和半湿润地区农 业和生物学研究的一个热点问题[ 3] 。植物水分利用 效率主要有以下 4 方面的意义 : WUE 是 描述植 物在不同生境中水分适应策略的一个重要参数 , 是 决定植物在干旱、 半干旱地区生存、 生长和物种分布 [ 18] 的重要因素之一 ; 植物抗旱性与 WU E 有密切 关系 , 高 WUE 是作物抗旱性的一种重要机理 , 有利 于作物 在 缺 水 条 件 下保 持 产 量[ 18] ; 植物叶片 WUE 的高低取决于气孔控制的光合作用和蒸腾作 用两个相互耦合得过程, 模拟水分利用效率对环境 变化的响应特征和机制是理解生态系统碳循环和水 循环及其耦合关系的基础 [ 19] ; 干旱、 半干 旱地区 的土地面积约占全球陆地面积的 34 4% , 生态系统 复杂多样 , 植被斑块状分布明显, 降水变异性大且年 内分布不均, 但是到目前为止 , 针对野外条件 WUE 研究较多 , 但是缺乏系统性, 许多机理性研究尚待深 入。总之 , 对 WUE 的研究是多个学科领域所关注 的问题, 在生态学研究中具有重要意义[ 18] 。
植物生理生态学的学科起源与发展史_蒋高明
1 植物生理生态学的特点
植物生理生态学是植物生态学的一个分支 , 它 主要是用生理的观点和方法来分析生态学现象 。 因 此它研究生态因子以及植物生理现象之间的关系 , 即生态学与生理学的结合 。 植物生理生态学研究的 问题包括 : 1)植物与环境的相互作用和基本机制 ; 2)植物的生命过程 ; 3) 环境因素影响下的植物代谢 作用和能量转换 ; 4) 有机体适应环境因子改变的能 力 。 进行植物生理生态学研究可以在不同的尺度水 平上展开 , 从分子 、细胞 、组织 、器官 、个体 , 到种群 、 群落 、 甚至生态系统等都可以展开有关的研究 , 但研 究的焦点是有机体本身 , 即无论在哪个尺度上的研 究都要围绕个体的基本性能表现 ( Performance) 来进 行 。 个体是自然选择中以其去留使优良性状得以保 存和发展的基本单元 , 个体层次起承前启后的作用 。 因此 , 植物生理生态学的学科定位是 : 1)研究种群 、 群落和生态系统功能的学科 ; 2)宏观与微观生物学 研究的结合点 ; 3)个体水平以下研究结果的证明和 理解等 。 从 20 世纪 60 年代开始 , 国际地圈与生物圈计 划( IGBP) 启动 ; 1971 年 , 联合国环境计划署( UNEP) 启动了国际生物圈计划( IBP) 的计划 , 后来该计划发 展成为“ 人与生物圈计划”( MAB) 。 目前参与该计划 的国 家 达 110 多 个 , 分 布 全 球 各 大 洲 。 在 上 述 IGBP , IBP , MAB 计划的有利推动下 , 植物生理生态 学得以迅速发展 。 近 20 年来 , 植物生理生态学的研 究日新月异 , 其研究从细胞到生态系统各个组织层 次放大的同时 , 又重新将重点集中到个体水平 。 研 究对象从过去的作物和常见种为主转向生物多样性 和全球变化的关键植物种类 。 当前植物生理生态学 研究的新动向便围绕上述问题展开 , 包括植物在温 室气体浓度上升造成的全球气温上升和由它带来的 各种全球变化中的生理生态响应 ; 植物适应和进化 的机理 , 对有限资源的合理利用 ; 光、 温、 水、 气、 养分 等多种环境因子对植物影响的相互作用 ; 对植物生 长发育的影响 ; 植物的抗逆性潜能和植物生长过程 的动态模拟 ; 特殊生境下植物的生态适应机制等等 。 近年来 , 由于人类经济活动对生物圈干扰的不 断升级 , 造成的生态环境问题越来越突出 , 如全球 气候变化 、 生物多样性的不断丧失 、 环境污染的扩大
列举我国生态学的研究热点
列举我国生态学的研究热点
1.蝗虫聚群成灾的奥秘
蝗灾对农业、经济和环境构成重大威胁。
中国科学院动物研究所康乐院士团队鉴定到一种由群居型蝗虫特异性挥发的气味分子4-乙烯基苯甲醚（4VA）。
该研究不仅揭示了蝗虫群聚成灾的奥秘，还被认为是昆虫学和化学生态学领域的一个重大突破，对世界蝗灾的控制和预测具有重要意义。
2.解析首个新冠病毒蛋白质三维结构，发现两个临床候选药物
上海科技大学等单位组成抗新冠联合攻关团队，在国际上率先解析了新冠病毒关键药靶主蛋白酶与抑制剂复合物的高分辨率三维结构，这也是世界上首个被解析的新冠病毒蛋白质的三维空间结构，并发现了依布硒和双硫仑等老药或临床药物是靶向主蛋白酶的抗病毒小分子，且二者已被美国食品药品监督管理局批准进入临床II期试验，用于新冠肺炎的治疗。
3.器官衰老的机制及调控
科学研究衰老是应对老龄化的重要基础。
中国科学院动物研究所刘光慧研究组、曲静研究组，中国科学院北京基因组研究所张维绮研究组及北京大学汤富酬研究组合作，系统解析了灵长类动物重要器官衰老的标记物和调控靶标；揭示了老年个体易感新冠病毒的分子机制等。
这些研究成果加深了人们对器官衰老机制的理解，为建立衰老及相关疾病的早期预警和科学应对策略奠定了重要基础。
现代生态学研究中的重点和热点论题
现代生态学研究中的重点和热点论题1. Molecular and evolutionary ecology1) Genetic consequences of climatic and environmental changes2) Ecological adaptation and speciation – the effect of ecological factors on genotype andphenotype3) Ecological genomics4) Phylogeography – use DNA markers to study processes and patterns of geographicalvariation5) Relationship of genetic diversity to species diversity and community stability6) Life history evolution – functional groups, life-history trade-offs, implications to speciescoexistence, sex allocation7) Phenotypic plasticity2. Ecophysiology8) Physiological adaptation and responses to extreme environments / in stressedenvironments9) Physiological responses and adaptation to global change10) Scaling of ecophysiological processes (including allometric scaling)11) Resource allocation, plant defense, and reproductive strategies (closely related tochemical ecology)3. Population Ecology12) Population dynamics in heterogeneous environments (including metapopulationdynamics and metapopulation genetics)13) Role of dispersal in population dynamics and distribution14) Causes and mechanisms of population regulation15) Survival of small populations (demographic, genetic, and environmental stochasticities,as well as disasters)16) Population ecology of clonal organisms17) Interface between population and ecosystem ecology24. Community Ecology18) Maintenance mechanisms of species diversity19) Neutral theory and species-area relationship20) Food web structure and trophic interactions21) Community phenological responses to environmental changes (in relation to globalchange, urbanization, etc.)22) Community organization and dynamics23) Species interactions24) Relationship between local and regional patterns/processes5. Ecosystem Ecology25) Biodiversity and ecosystem functioning26) Ecosystem responses and feedbacks to global changes (e.g., climate change and land usechange; emphasizing multiple stressors/factors)27) Ecosystem responses to local and regional-scale disturbances (including natural andanthropogenic disturbances, such as fires, grazing, nutrient enrichment, pest outbreaks,flooding, hydrological alterations)28) Ecological stoichiometry and elemental interactions6. Landscape Ecology29) Relationship between spatial pattern and ecological processes (particularly populationand ecosystem processes)30) Land use and land cover change and its ecological consequences (including urbanization,urban/wilderness interface, etc.)31) Disturbance and patch dynamics32) Landscape fragmentation and its effects on biodiversity and ecosystem functioning33) Scaling – transferring information across space, time, and organizational levels34) Ecosystem/landscape management35) Integration between ecology and landscape planning, design, andarchitecture36) Transdisciplinary studies of landscape sustainability7. Global Change and Ecological Responses37) Global C, N, and hydrological cycles38) Human dimensions in global change (land use and land cover, decision/policy making,socioeconomic processes, human-induced disturbances, etc.)39) Field manipulative ecosystem experiments (soil warming, FACE, etc.)40) Multiple-scale monitoring/observing systems41) Thresholds, nonlinearity, and uncertainty in global change research8. Biological Invasions42) Invasion mechanisms, processes, and prediction43) Methods, management, and policy for controlling and eradicating biological invasion44) Transcontinental exchange of species45) Impacts of biological invasion39. Conservation Biology (Pattern, dynamics, mechanisms, and conservation of biodiversity)46) Spatial pattern, mechanisms, and conservation strategy of biodiversity47) Biodiversity and global change48) Impacts of major geological events on biodiversity49) Mechanisms and conservation strategies of threatened species50) Role of biodiversity in ecological restoration and rehabilitation51) Monitoring and information systems of biodiversity10. Restoration ecology52) Assembly rules and restored ecosystem organization53) Spatial heterogeneity and restored ecosystem development54) Environmental stochasticity and ecological restoration design and evaluation55) Thresholds and nonlinearity in ecosystem degradation and restoration56) Development and study of reference ecosystems (along a gradient of disturbance for aspecific ecosystem type)57) Whole-ecosystem experimental studies of ecological restoration11. Ecosystem Services and Valuation58) Processes and underlying mechanisms that generate ecosystem services59) Quantification and identification of ecosystem services60) Spatial variability and dynamics of ecosystem services61) Relationship of ecosystem services to human activities and welfare62) Valuation methodologies and approaches13. Other topics of special concern63) Methodology, field design, and statistical analysis of large-scale ecological experiments(some methodologies do exist, but their applications have rarely used or misused)64) Database networking and sharing65) Long-term ecological monitoring and research66) Outbreaks of epidemic and infectious species67) Impacts of grand engineering projects (hydroelectric dams, etc.) on biodiversity68) Ecological risk assessment69) Tree of life – Molecular phylogenetics。
荒漠植物红砂水势与土壤水分的关系研究
荒漠植物红砂水势与土壤水分的关系研究刘冰;刘瑞香;靳凯【摘要】通过对内蒙古阿拉善盟额济纳旗三个典型红砂群落的红砂水势日变化及其土壤水势和土壤含水率的测定,分析红砂水势与土壤水势和土壤含水率之间的关系。
结果表明：不同样地的红砂,叶水势存在差异。
最高水势值出现在早晨和黎明前后,为-14.69Mpa和-14.26Mpa。
最低水势值出现在正午前后,为-18.52Mpa。
红砂的叶水势值早晚变化不明显,说明红砂的生存条件受到严重的水分胁迫。
不同样地红砂的叶水势随着土壤含水率的降低而降低。
三个样地的红砂水势与土壤水势差异性显著,均表现为：Ⅰ号样地、Ⅱ号样地〉Ⅲ号样地。
【期刊名称】《草原与草业》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】6页(P57-62)【关键词】红砂;叶水势;土壤水势【作者】刘冰;刘瑞香;靳凯【作者单位】内蒙古农业大学生态环境学院,内蒙古呼和浩特010019【正文语种】中文【中图分类】S812水势是植物水分利用状况的重要指标之一，可以代表植物从土壤或相邻细胞中吸收水分以确保其进行正常生理活动的能力〔1-2〕。
清晨的水势反映了植物水分的恢复状况，午后的水势可以用来表示植物的最大水分亏缺程度〔3-4〕。
植物叶水势代表植物水分运动的能量水平，反映了植物组织水分状况，它是衡量植物抗旱的一个重要生理指标〔5〕，不仅可以反映植物对环境的响应，如光照、大气相对湿度、温度、土壤、水势等，也是土壤-植物-大气连续体(soil-plant-atmosphere continues system,SPAC)体系中，对水分关系进行传统描述的一个重要概念，而且为水分生理进行定量系统分析奠定基础〔6〕。
通过对植物水势特征及其与土壤水分关系的研究,可以了解植物的水分利用特征,同时进行不同样地间的比较,有助于对荒漠植物的水分来源提供理论依据。
红砂(Reaumuria soongorica)别名琵琶柴，属于柽柳科红砂属，是一种超旱生多年生小灌木，广泛分布于我国荒漠干旱区，是荒漠灌丛植被中的主要优势种和建群种之一〔7〕。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
植物生态学报 2001,25(5)514～519Acta P h ytoecolog i ca Si nica ·植物生理生态学专栏·当前植物生理生态学研究的几个热点问题蒋高明(中国科学院植物研究所植被数量生态学开放研究实验室,北京 100093)摘 要 简要介绍了最近国内外植物生理生态学研究的几个热点问题。
这些问题主要围绕着人类活动影响造成的几大重要环境因子改变而可能导致的植物生理生态变化展开,包括CO2浓度升高、紫外辐射增加、温度变化、强光、盐生环境扩大化等;部分工作探讨已经存在的特殊生境下的植物生态适应。
其中,围绕着陆地生态系统的碳平衡是最为热门的话题之一。
虽然以CO2浓度升高主题展开对C3和C4植物的影响研究依然是众多刊物发表生理生态学原始论文的重要内容,一些特殊功能型如C AM植物的响应引起了人们的兴趣;植物对于紫外辐射的生理生态响应有望成为新的研究热点。
研究手段的完善以及实验材料的改进是最近植物生理生态学不断出新成果的重要原因之一,如稳定同位素技术的应用、野外F ACE实验、叶绿素荧光技术等使一些机理性问题不断被揭示出来。
关键词 植物生理生态学 全球变化 CO2 紫外辐射 强光辐射 高温与低温REVIEW ON SOME HOT TOPICS TOWARDS THE RESEARCHESI N THE FIELD OF PLANT PHYSIOEC OLOGYJIAN G Gao-M ing(Lab oratory of Quantitative Vegetation Ecology,Institu te of Botany,the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100093)Abstract Some hot topics i n plant physioecology research have recently made regular appearances in a number of important int ernational journals(Science,N ature,etc.).These describe the responses of plant physioecology and g row th to facto rs such as:increasi ng CO2concentration,ul traviolet radiation enhancement,changes in tem-perature,sunlight i rradiation and the enlargement of sal ty habi tats.All of these factors are closely associated wi th the processes of global climat e change.Some of the research,however,aims to investigate the response of plant s to existing environmental st resses in specialised environmental habitat s.Among the intensive studies,the carbon budget of t errest rial ecosystems is one of the ho ttest topics,research conducted recent ly,including:the e-mission of greenhouse gasses,si nk and source dynamics of carbon at regional and global scales and the function of the terrest rial and oceanic ecosystems.Al though the responses of C3and C4species t o elevated CO2are sti ll the main topics i n most journals,there has been much progress i n study of CAM functional types.Prog ress in the ap-plication of new t echnologies such as st able isotope methods,f ree air CO2enrichment(FACE)facili ti es,and chlorophyll fluorescence t echnology hav e helped g rea tly i n understandi ng these general problems.Key words Plant physioecology,Global climate chang e,CO2,Ul traviolet radiation,High light radiation,High or low temperat ure st ress 近年来,由于人类经济活动对生物圈干扰的不断升级,造成的生态环境问题越来越突出,如全球气候变化、生物多样性丧失、环境污染的扩大等。
对这些环境问题的解决引起了各国政府与科学家的广泛关注。
植物生理生态学(Plant Phy sioeco logy)是研究生态因子与植物生理现象之间的关系的科学,它从生理机制上探讨植物与环境的关系、物质代谢和能量流动规律以及植物在不同环境条件下的适应性(La rcher,1995)。
由于它能够给许多生态环境问题以生理机制上的解释,因而得到日益广泛的重视。
收稿日期:2001-06-01 接受日期:2001-07-30基金项目:中国科学院重大创新项目(KS CX1-08-02)和国家重大基础研究与发展计划项目(G1998010100) E-mail:jgm@h 当前植物生理生态学研究主要围绕上述问题展开,包括植物在全球变化中的生理生态响应,植物适应和进化的机理,对有限资源的合理利用,光、温、水、气、营养等多种环境因子的相互作用对植物行为的影响,植物的抗逆性潜能和植物生长过程的动态模拟与模型、特殊生境下植物的生态适应机制等等。
下面试围绕上述内容,就近年来国际上植物生理生态学研究的进展进行简要的分析,以期对国内正在进行的植物生理生态学研究有所帮助。
1 区域或全球性碳循环围绕着区域或全球性碳循环,各国科学家进行了很多的实验。
在证明森林对大气CO2固定作用方面,以往的研究多基于非直接的模型预测,认为森林是大气CO2的汇,但仍然缺乏最直接的数据。
关于这一点,Valentini等(2000)做出了出色的工作,他们测定了欧洲15种森林生态系统的碳通量,发现了不同森林对大气碳的固定作用是不同的,随着纬度降低,森林作为汇的作用增大。
不同森林中,年平均碳平衡从净吸收 6.6t C·hm-2·a-1到净释放1 t C·hm-2·a-1不等。
Robertson等(2000)探讨了集约化农业活动对温室气体排放的影响,测定了CO2、C H4和N2O含量,比较了农田、人工林和天然演替的生态系统释放温室气体的强度,净温室气体排放潜力(GW P,g lobal wa rming po tential)从110到-211CO2·m-2·a-1(将其它温室气体折算成CO2)。
一年生作物系统对碳排放起不到任何减缓作用,尽管免耕系统可接近减缓。
在CO2升高的条件下,微生物的分解活动受到抑制,造成土壤释放CO2减少,使一年生牧草群落成为CO2的汇。
主要原因是CO2升高后,加速了对氮的需求,使土壤因缺有效氮使微生物活动降低(Hu et al.,2001)。
原来的理解认为,极地冻原生态系统陆地碳循环因为温度升高引起了碳的释放,但Oechel等(2000)的实验证明阿拉斯加冻原有部分汇的功能,但总体上仍然以释放为主,这主要是因为冬季的纯CO2释放造成,其源约为40g C·m-2·a-1。
在海洋生态系统中,真光区生物产量很大程度上决定了碳的固定速率,而此速率取决于海洋温度。
因为,所测定的大部分海洋呼吸属于海洋微生物呼吸,这样极地地区的海域就是重要的碳汇,而热带地区因微生物呼吸强其汇的作用反而很小(Riv kin&Leg endre,2001)。
另外,有人证明了铁对海洋固定碳的影响,因为海洋植物界的光合生产很大程度上受到Fe2+有效性的影响,这个发现进一步证明了在冰川期大气CO2浓度的减少是因为大量的铁离子释放到海洋中,刺激了海藻的大量繁殖而固定的碳增加的结果(Wa tson et al.,2000)。
2 植物或生态系统对C O2浓度升高的生理生态响应 全球CO2浓度升高引起的陆地生态系统响应研究,依然是植物生理生态学家继续探索的内容(Drenna n&Nobel,2000;H a n et al.,2001;Smith et al.,2000;杨惠敏等,2001;张其德等,2000),取得了很多新的进展。
例如,干旱区生态系统占全球陆地生态系统的20%,是对全球CO2升高造成的气候变化响应的敏感地带。
Smith等(2000)发现CO2浓度加倍后,北美荒漠生态系统的地上部生物量在雨量正常的年份增加50%,但在干旱的年份并不增加。
另外重要的发现是,随着CO2加倍,一种入侵种的种子早雀麦(Bromus tectorum)增加,长期高CO2引起群落演替加快,而演替的结果是外来的种类占据优势,易形成单优群落,减少了生物多样性,改变了荒漠生态系统的功能。
景天酸科代谢途径(Crassulacean acid m etabo-lism,CAM)植物对CO2浓度升高的响应在以往的研究中较为薄弱。
最近一项研究发现,C AM植物对CO2浓度升高的响应远大于C4植物而接近C3植物,CO2吸收的增加既有白天因RuBP羧化酶活性增加带来的一部分,又有因夜间PEP羧化酶活性增加而增加的一部分,后者以夜间增加的苹果酸含量为主要证据。
平均来看,在CO2浓度加倍条件下, C AM植物的生物量增加约35%(Drennan&No-bel,2000)。
根系对CO2升高的响应是研究的难点。
有人利用具有非破坏性的电导率测定土壤水分的廓线,探索CO2倍增条件下一年生的长白赤松(Pinus sylvestris va r.sylvestriform is)幼苗根-土界面的水分关系,发现CO2倍增条件下,长白赤松根系-土壤水分运输的活跃层及根系分布都向根深处位移(Han et al.,2001)。