植物功能性状对动态全球植被模型改进研究进展

动态全球植被模型(dynamic global vegetation models,DGVMs)在模拟和预测陆地生态系统对气候变化响应中表现出很大的不确定性,重要原因之一在于动态全球植被模型将定义植物功能型的性状值设置为常数,忽略了植物功能性状对环境变化的响应.动态全球植被模型现有的植物功能型框架已经严重地阻碍了其发展,因此迫切需要一种新的方法来克服这种局限性.植物功能性状不仅可以反映植物对环境连续变化的响应,而且与生态系统的结构和功能密切相关,可提升当前动态全球植被模型对生态系统过程的模拟和功能的预测.本文从动态全球植被模型发展和植物功能型局限性入手,详细介绍了植物功能性状发展现状及其对动态全球植被模型改进的重要价值,归纳总结了植物功能性状对动态全球植被模型改进的主要方法,并指明植物功能性状对动态全球植被模型改进的发展方向.以期通过凝练植物功能性状在构建下一代动态全球植被模型中发挥作用,推动动态全球植被模型在我国的发展和应用.     

中国濒危野生植物的资源现状与保护对策*

全球植物种类正快速消失,生物多样性的维系面临巨大挑战。中国作为全球生物多样性最丰富的国家之一,正面对大量植物濒临灭绝的严峻现实,因此,加强植物种质资源保护,维护现有植物的多样性具有重要意义,特别是濒危植物的保护显得刻不容缓。作者阐述了濒危植物的定义与等级划分,中国濒危植物资源现状及特征,并深入讨论了濒危植物致濒原因及濒危植物保护对策。     

气候变化对黄土高原末次盛冰期以来的C3 /C4植物相对丰度的控制

大气CO2浓度以及气候等因素都有可能影响区域性C3/C4植物的相对丰度, 有机碳同位素能够有效反映土壤C4植物的相对丰度(或相对生物产率). 对黄土高原中部和南部5个末次盛冰期至全新世黄土-土壤序列有机碳同位素分析获得: (1) 从末次盛冰期至全新世, 黄土高原C4丰度相对增加约40%左右; (2) 无论是末次盛冰期还是全新世, C4植物在空间上都具有从西北至东南增加的趋势. 进一步对黄土高原以及内蒙古全新世土壤13Corg最大稳定值与现代气候统计分析表明, 黄土高原C4植物相对丰度与温度成正相关, 与降水成负相关, 与4月温度和降水的这种关系更加密切. 这些结果揭示: (1) 温度是导致全新世C4植物丰度增加的最主要的区域性因素, 而不是夏季风加强的结果, 相反, 夏季风加强, 即降水量的增加只可能降低C4植物冰期-间冰期增加的幅度, 在温度基本不变时C4植物丰度的降低才是夏季风增强的标志; (2) 末次盛冰期失去适合C4植物生长的温度时, 无论是CO2降低还是干旱程度的增加都不可能有效地驱使C4植物增加, 而全新世CO2浓度的上升仅仅可能是全球升温的因素之一, 似不是导致黄土高原C4植物增加的直接因素.     

首张陆地植物生长状况荧光地图公布

美国国家航空航天局近日公布了全球第一张陆地植物荧光地图。该地图是根据日本温室气体观测卫星（GOSAT）光谱仪小组2009年收集的数据绘制而成，显示了全球陆地植物的分布情况。     

末次冰期以来全球陆地植被中C3/C4植物相对丰度时空变化基本特征及其可能的驱动机制

末次冰期以来的陆地植被中C3/C4植物相对丰度变化的主要驱动因素曾被广泛的争论,尽管越来越多的研究者认同气候因素,而不是大气CO2浓度,是最主要的驱动因素.但对于某一具体的研究区域而言,温度还是降水是最主要的驱动因素,仍存在不同的认识.由于具体的研究区域,温度和降水的变幅相对有限,且经常协同变化,因此从更广阔的空间尺度来对有关研究结果进行总结,或许可获得更清晰的认识.对全球末次冰期以来的C3/C4植物相对丰度变化记录进行梳理,发现其存在明显的规律性,即:除地中海式气候地区外;在高纬度地区,末次冰期以来,均以C3植物占绝对优势;在中纬度地区,末次冰期至全新世,C4植物相对丰度上升;而低纬度地区,末次冰期至全新世,C4植物相对丰度下降.结合现代过程研究结果,探讨了末次冰期以来陆地植被C3/C4植物相对丰度变化的驱动机制,认为在末次冰期以来的大气CO2浓度背景下,温度是C3/C4植物相对丰度的首要控制因素,温度条件满足之后,则水分条件成为主要控制因素.这些认识对于将来获得的更高分辨率的过去C3/C4植物相对丰度记录的气候环境信息解译,以及在可靠的温度和大气CO2浓度背景条件下,理解更长时间尺度的C3/C4植物相对丰度变化的驱动机制,均具有一定的意义.     

科学之窗

21世纪的温室效应 21世纪某个时候地球上CO_2的水平可能增长一倍。除了全球温热和改变降雨外,对植物的影响只能猜测。然而,美国科学家预测某些植物会比另一些植物更好地对.付这种局面。在光合柞用的初期阶段,植物可以通过     

树叶形状为何那么多?

树叶的形状为什么那么多？这个看似简单的问题,实际上长久以来一直未解。最新研究有望给出答案。隐藏在叶脉中的秘密植物对温室气体二氧化碳的吸收比地球上其他任何东西（包括海洋）都多,植物吸收的二氧化碳是人类活动排放进大气的二氧化碳的lO倍以上。我们知道，植物主要靠叶子吸收二氧化碳，因此了解植物叶子对于弄清全球碳量很重要。换句话说，要想查明全球碳量，必须搞清植物叶子的工作原理。这里涉及到三个基本要素：制造叶子所需的碳量、叶子的寿命和叶子加工阳光的快慢（即进行光合作用的速度）。     

气候变化对黄土高原末次盛冰期以来的C3 /C4植物相对丰度的控制

大气CO₂浓度以及气候等因素都有可能影响区域性C₃ /C₄植物的相对丰度, 有机碳同位素能够有效反映土壤C₄植物的相对丰度(或相对生物产率). 对黄土高原中部和南部5个末次盛冰期至全新世黄土-土壤序列有机碳同位素分析获得: (1) 从末次盛冰期至全新世, 黄土高原C₄丰度相对增加约40%左右; (2) 无论是末次盛冰期还是全新世, C₄植物在空间上都具有从西北至东南增加的趋势. 进一步对黄土高原以及内蒙古全新世土壤δ ¹³C_org最大稳定值与现代气候统计分析表明, 黄土高原C₄植物相对丰度与温度成正相关, 与降水成负相关, 与4月温度和降水的这种关系更加密切. 这些结果揭示: (1) 温度是导致全新世C₄植物丰度增加的最主要的区域性因素, 而不是夏季风加强的结果, 相反, 夏季风加强, 即降水量的增加只可能降低C₄植物冰期-间冰期增加的幅度, 在温度基本不变时C₄植物丰度的降低才是夏季风增强的标志; (2) 末次盛冰期失去适合C₄植物生长的温度时, 无论是CO₂降低还是干旱程度的增加都不可能有效地驱使C₄植物增加, 而全新世CO₂浓度的上升仅仅可能是全球升温的因素之一, 似不是导致黄土高原C₄植物增加的直接因素.     

"大科学"计划之一--全球生物多样性信息设施

建设全球生物多样性信息设施的目的是在全世界公布和分享全球生物多样性信息，将生物多样性信息搬上因特网，以便使任何人都能方便地取得数据。由28个国家政府和组织计划共同发起和合作建设全球生物多样性信息设施，由美国国家科学基金会负责管理一系列从病菌、植物到动物的全球生物信息数据库。     

华夏植物群的起源、演化和绝灭

对华夏植物群的起源,演化和绝灭的一些相关问题进行了评述和论证。近期的研究成果表明,华夏植物群是在早石炭世全球一致性的拟鳞木植物群基础上分化和发展起来的,在晚石炭世早期即已形成了一个独立的植物群－华夏植物群。华夏植物群的起源中心位于华北板块,根据不同时期华夏植物群的演替特征,这一植物群可分为７个演化阶段。华夏植物群总的演化是从晚石炭世早期至晚二叠世早期,华夏型的特征分子逐渐增加,晚二叠世晚期开始衰减     

青藏高原冰缘植物多样性与适应机制研究进展

高山冰缘带紧邻雪线,位于高山生境的最前端,在山地植物垂直带谱中位居最高,是陆地生态系统中最为极端的生境之一.受到高原环境中多变的气候、多样的地形、独特的生物交流屏障和迁移通道等因素的综合影响,青藏高原孕育了全球最为丰富的冰缘植物多样性资源.这类极端环境下的生物多样性形成和维持机制一直是学界关注的热点和难点问题.本文总结了青藏高原冰缘生态系统植物多样性特征及物种生态适应、繁殖和维持机制的最新研究进展,并特别关注了冰缘植物的生态适应结构,植物种间互助以及植物与昆虫间协同进化对于维持冰缘生态系统物种多样性的重要性.已有研究表明,全球气候变化对于冰缘生态系统多样性维持和物种共存会产生重要影响.如何预测和判断全球气候变化背景下,青藏高原冰缘生态系统内生物多样性资源的命运及其对生态系统功能的影响,将是生态学研究者面临的新挑战.     

大气CO2浓度升高对全球CH4排放的影响

论述了全球变化中２个重要温室气体ＣＯ２和ＣＨ４的关系,指出在未来ＣＯ２浓度升高的条件下,全球ＣＨ４的排放将受到较大影响,有可能导致未来大气ＣＨ４浓度有较大的增长。ＣＯ２浓度升高的这种作用可能通过两条途径影响全球ＣＨ４排放,首先通过提高ＣＨ４主要排放源稻田和自然湿地植物的光合作用,使植物生物量,根系分泌物,土壤有机物等的积累增加,从而使排放源的ＣＨ４排放速度增加;其次结合其他全球变化驱动力,ＣＯ２浓     

植物的免疫绝招

长期以来,人们在防治植物病虫害的过程中,过多地注意了病原物的浸染问题,因而大量使用了化学农药。施用化学农药造成的环境污染和食品污染已经直接危及人类的健康,成为全球普遍关注的严重问题。其实,植物在长期的演化过程中,形成了许多同病原物作斗争的特性,其中就包括植物自身的免疫性。利用植物的免疫性防治病虫害,这是当前植物病虫害防治研究中的一个新课题。     

气候科学家发现全球光合作用在加速

<正>气候科学家发现，自21世纪初以来，大气中二氧化碳含量的增加导致了全球光合作用速度加快。植物通过光合作用产生能量，从大气或水中吸收二氧化碳，这个过程被称为“初级生产”。随着二氧化碳气体浓度增加，这一过程的速度会加快。这种现象被称为“二氧化碳施肥效应”。近日，美国的一个研究团队量化了全球陆地植物的二氧化碳施肥效应。该团队从全世界68个地点——包括农田、草地和森林收集了数据，测量了2001年至2014年间植物正上方空气中二氧化碳浓度的变化，     

华北古-中植代交替之际植物群落演替趋势

古-中植代交替(Paleophytic-Mesophytic transition)是植物发展史上一次全球型的、影响深远的、延续期较长的大型背景绝灭事件(background extinction),标志着从真蕨植物时代步入裸子植物时代的过渡。华北二叠-三叠纪地层中有着丰富的植物化石,为研究这个问题提供了极好机会,其中“上石盒子组”植物群是研究的主要关键。     

大气CO2浓度升高对植物根际微生态系统的影响

大气ＣＯ２浓度升高对陆地生态系统的影响是全球变化研究中的一个热点。针对地上部分如植物光合作用,生物量以及作物产量等的研究已经非常广泛和细致,相对而言,ＣＯ２浓度升高对地下部分包括植物 系以及土壤微生物的影响还鲜为人知。植物的根际微生态系统是土壤中一个十分活跃的区域。     

世界主要作物的原产地

人类依赖植物才能生存，因此我们也学会种植可用植物。科学家估计，人类约在公元前1万年开始耕种，早期的农民只种当地特有的植物。后来有探险家环游世界，带回新种类的可食植物，也将家乡的谷物带到了国外。如今全球或许都有麦子、玉米、大豆，然而它们最初的原产地可只有1个。看看以下地图，了解某些常见作物最早是在哪里种植的。     

植物化学计量学:一个方兴未艾的生态学研究方向

生态化学计量学是研究生物有机体的化学元素组成和生态系统能量平衡的科学。氮和磷是植物生长发育所必需的两种关键元素,这两种元素的含量之间存在怎样的计量关系?这种关系在不同生活型和不同地区的植物之间是否变化?植物氮和磷元素含量之间的计量关系,与植物生长和功能属性间有何内在关联?全球变化是否会改变植物原有的氮磷计量关系?这些都是植物氮磷计量学所要研究的主要问题。文章用简短的语言分别回答了这些问题。     

转基因植物对土壤微生物群落的影响及风险评价

转基因植物的大面积商品化,给人类健康和生态环境带来潜在风险,其生态安全性问题日益成为争论焦点。由于存在多种生物与非生物因素的干扰,有关转基因植物对土壤生态系统的影响至今尚无定论。转基因植物从1996年商业化以来,无论在发达国家还是在发展中国家,均呈现逐年增长的趋势。到2013年,全球转基因植物种植面积累计已达16亿公顷。与此相伴随,转基因植物对整个生态系统的影响及其潜在生态风险,也已受到社会各界高度重视。转基因植物对土壤生态系统,尤其对土壤微生物群落的影响,     

化石稳定碳同位素记录的中国华北第四纪陆地生态系统演变

分析了采自中国华北地区11个第四纪地点共70个哺乳动物牙齿釉质样品的碳同位素组成,结果表明中国华北第四纪陆地生态系统中以C3植物占优势,与纬度相当的巴基斯坦以C4植物占绝对统治地位的情况完全不同。这一巨大差异是由于青藏高原的隆升引起的,模拟结果显示高原北侧将发生显著的温度下降,同时期南侧的温度将上升。南侧的升温使C4植物在巴基斯坦取代了C3植物;而北侧,高原上升引起的温度下降抑制了C4植物的分布,所以直到现代,中国华北地区仍然以C3植物占优势。