中国植物生态学重要进展.docx

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中国植物生态学重要进展

2010年中国植物生态学重要进展 

孟杰战丽杰郭立月曾祥伟李占刘海涛蒋高明 

过去的一年是中国植物生态学大丰收的一年。

2010年，中国植物生态学者在国际重要刊物上发表了25篇重要文章，其中Nature2篇；Science1篇;PNAS2篇；EcologyLetters2篇；Ecology3篇；JournalofEcology3篇；JournalofAppliedEcology4篇；FunctionalEcology4篇。

上世纪80年代到本世纪初，中国人在Ecology这样的主流刊物上发表的文章只有区区两三篇；而现在一年之内，仅在Ecology上，中国植物生态学家就取得了过去一二十年的成绩；过去几年中国，中国人全部科学家在Nature和Science发表的文章总数，一年中只有10篇左右，现在一年仅植物生态学科就发表3篇这样的文章。

可见，中国的植物生态学研究取得了突飞猛进的进展。

在25篇重要文献中，中科院植物所学者的文章6篇，约占全国总量的四分之一（24%）。

从这层意义上看，2010年是植物生态学的植物所年。

其次，北京大学，北京师范大学，中国科学院西双板植物园，中国林业科学院，中国农业科学院等单位高影响力文章也不断增多了。

2010年，大型生态工程与水利工程的环境影响再次引起了中国生态学家的关注。

中国林科院杨晓晖等人指出，中国造林工程也包括种植灌木，干旱地区严重的土壤侵蚀和环境灾害是环境退化的关键原因，因而不能认为是造林工程加剧了环境退化，造林树种选择不当，不适的造林密度及方法造该类工程不能有效发挥效益（Yangetal.,2010）；而中国农业大学曹世雄等不同意干旱地区土壤侵蚀的主导因素是径流的观点，他们认为在干旱区种植灌木也会引起土壤水分消耗，加剧环境退化（Caoetal.,2010）。

三峡大坝的修建与蓄水,显著地改变了三峡库区的陆地和水域生态系统，啮齿动物优势种的群落组成、种群密度与分布均发生了改变。

库区水位的大幅度提升，导致地域性差异，生物所需要的食物来源也发生了变化（Wangetal.,2010）。

生态系统对气候变化存在元素调控机制。

在自然生态系统中，升温之所以能促进植物生物量的增长，其关键机制是通过调整物种构成，增加C4植物的占有量进而提高氮的利用效率来实现的（Niuetal.,2010）。

在农田生态系统中，几乎80%的非洲国家面临着氮不足或者氮紧张的问题，40%输入的氮在生态系统中丢失（Liuetal.,2010），元素添加可缓解上述营养不足。

中国科学院植物研究所韩兴国研究组在内蒙古锡林郭勒草原进行了2年的氮磷添加实验，并结合一个1200公里的样带考察和草原站27年的长期监测实验，内稳性高的生态系统具有较高的生产力和稳定性。

通过调节生物对环境因子的响应，化学计量内稳性成为生态系统结构、功能和稳定性维持的重要机理（Yuetal.,2010）。

全球变暖是生态学研究的热点问题之一。

中科院昆明植物研究所许建初等人使用卫星照片追踪了1982-2006年间青藏高原的季节植物生长规律后发现，气候变暖使植物生长季推后、生长期缩短，导致一年中某些时期出现牧草短缺现象（Yuetal.,2010）。

中科院植物研究所万师强等人通过Mata分析表面，陆生植物生物量与年平均温度之间呈二次方程关系，生物量对气候变暖是独立响应，与植物功能型并不相关。

这一发现对研究陆生植物特定功能型的响应及预测大气—陆地碳反馈有重要意义（Linetal.,2010）。

北京大学朴世龙等人的研究表明,森林年呼吸量空间格局在全球范围内受温度控制，每增加10℃将导致森林的年呼吸量Q10系数增加1.9-2.5。

在个体尺度上，自养呼吸量与森林总生物量成幂函数关系；然而在生态系统尺度上，两者既不成线性关系也不成幂函数关系。

这意味着个体代谢理论在生态系统尺度上并不适用（Piaoetal.,2010）。

生物多样性保护对于人类的生存和发展具有重要意义。

中山大学束文圣研究组进行的海藻群体镉污染实验结果显示，对镉有抗性的和对镉敏感的海藻群体的各项指标均有所提高，镉处理对生物多样性生产效率具有触发作用。

这一发现改变了人们以往认为重金属对生物多样性具有破坏作用的观点（Lietal.,2010）。

人类不恰当改造生物造成生态失衡。

中国农科院植物保护研究所吴孔明研究组在中国北方的一项为期10年的研究披露，转基因Bt棉花破坏了害虫种群平衡，蝽科种群近年呈爆发式增长；针对某一特别害虫的害虫控制政策的改变会导致其它非目标性害虫的扩散（Luetal.,2010）。

东北师范大学王德利课题组，发现植物丰富度的增加导致羊日营养摄入量的增加。

他们认为，维护牧场植物物种丰富度将利于国内食草动物产品的供给和生物多样性保护（Wangetal.,2010）。

中科院植物研究所马克平研究组，利用广义线性混合模型和交叉随机效应对其在保持群落多样性方面的相对贡献度进行了评价。

幼苗在空间和群落层面的动力学特性同密度依赖型预测值一致，然而，生境结合体在短时间内促使幼苗成活方面发挥了更为重要的作用；在生境分区的前提下，密度依赖型能够促进不同树种的共存（Chenetal.,2010）。

生物多样性的重要性还表现在生物协同进化方面。

中科院昆明动物研究所王瑞武课题组，通过对某无花果和其传粉者黄蜂互利机制的研究发现，空间生态位分化不能有效地防止资源掠夺者过度地利用公共资源。

当没有或不完全传粉时，无花果选择性的败育或者减少掠夺者的繁殖，通过生境和瘾头花序的活动来促进进化和维持与传粉者的协作，可能会导致掠夺者种群趋于区域性灭绝（Wangetal.,2010）。

中国科学院西双版纳热带植物园陈进等人研究了种子雨、种子和花粉权衡的基因流，以及局部选择影响下的雌雄异株无花果的空间遗传结构，三种体型中等的鹎是歪叶榕果实的主要散布者。

研究发现，所有的年龄分组表现出来从种子到幼苗、树苗再到成株呈下降趋势的集群模式；在稳定的小环境中，种子雨以高聚合、非随机的模式分布；观察到的模式表明种子散布者对小环境的喜好导致了种子较高的聚集。

当幼苗样方规模减小到树苗样方的规模时，空间遗传结构随之消失，这表明间伐对空间分布的影响可能会通过从幼苗到成株引起空间遗传结构的丧失（Zhouetal.,2010）。

生物入侵机理方面取得重要突破。

中科院武汉植物园黄伟等人，首次研究了入侵植物对不同昆虫类群在抗性和耐受性方面的响应及资源分配机制。

结果表明，乌桕入侵地种群（美国）与原产地种群（中国）相比，对专食性昆虫具有较高的耐受性和较低的抗性水平，对广食性昆虫具有较高的耐受性水平。

就耐受性而言，入侵地种群对广食性昆虫的耐受性要显著的高于对专食性昆虫的耐受性（Huangetal.,2010）。

植物对环境的适应变现出多样化的特点，2010年中国生态学家寻找了更多的案例。

中科院植物研究所董鸣研究组对中国北方的半干旱和干旱地区14个植物群落的64个种分析发现，由于气候和土壤的迁移，从半干旱到干旱地区，叶片单位面积含氮量与根单位长度含氮量之比增加，而特定叶面积与特定根长之比和叶片含氮量与根含氮量之比下降，在空间尺度和地理区域内，根与叶呈现出显著的正相关（Liuetal.,2010）。

兰州大学郭辉等人，对青藏高原东部9个马先蒿种的38个种群间的平均种子大小随海拔高度变化发现，海拔、植物大小和每个果实的种子量都与平均种子大小有相关关系。

海拔同决定一个种群的平均种子大小的内在因子相比，是次要因子；当在统计上将内在因子的影响控制起来时，海拔对平均种子大小的的影响就消失了。

平均种子大小随海拔的增高而减小，一方面是由于植物大小的减小，另外也因为每个果实的种子数量随海拔而增长（Guoetal.,2010）。

在野外，北京大学对短暂存活的呼吸根进行了取样和鉴别，分析了49树种叶片、前三个小枝和前五个根中的含氮量、含磷量及氮磷比，发现地上部分和地下部分呈现出相反的分支次序-营养关系；在氮和磷之间、物种居群之间，这种关系的特定模式有所不同；所有根系中的根的分支次序中，根尖的营养富集程度与叶片极其相似（Xiaetal.,2010；Lietal.,2010）。

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