低温是青藏高原地区植物生长季内频繁发生的非生物胁迫,然而其对典型高山植物叶片光能利用和分配的影响如何,尚缺乏研究.该研究以高寒草甸优势种高山嵩草(Kobresia pygmaea)为材料,采用叶绿素荧光成像分析技术,研究了低温对光系统Ⅱ(PSⅡ)光化学及非光化学猝灭中光诱导和非光诱导的量子产量相对份额的影响.结果表明:PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm和1/Fo-1/Fm)的最适温度在10 ℃左右,且变异系数(CV)较小;PSⅡ相对电子传递速率(rETR)的光响应曲线随温度降低而整体下移,其初始斜率(α)也相应降低.低温逆境可引起PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)和非光化学猝灭中非调节性能量耗散量子产量(ΦNo)的降低,及调节性能量耗散量子产量(ΦNPQ)的增大,并导致均值CV的增高.1 000 μmol·m-2·s-1稳态光强下,ΦPSⅡ、ΦNPQ和ΦNO三组分的相对比率在20、10、5、0和-5 ℃分别为:23:57:20、18:63:19、15:68:17、1 1:75:14和8:80:12.PSⅡ反应中心光化学效率的相对限制(LPPFD)随温度降低而逐渐增大,且光强越大其限制增强.一般线性模型的双因素方差分析表明,PSⅡ光化学和非光化学能量耗散过程没有交互效应产生.尽管光化学能量转换和保护性的调节机制可有效分配激发能,能避免ΦNO的增加,但高山嵩草叶片的光合机构在维持运行的同时依然承受着来自低温的胁迫,是影响植物光合生理过程及限制生长发育的重要因素.

西藏南部地形较为复杂,植物资源丰富,物种多样性高.笔者在对西藏山南地区高山植物多样性调查过程中,经野外调查、采集标本、查阅植物志等相关资料及分类鉴定,结果发现,山南地区隆子县的无心菜属(Arenaria)球花福禄草[A.globi flora(Fenzl)Edgew.& Hook.f.]和错那县蝇子草属(Silene)的错那蝇子草(S.birgittae Bocquet)为中国新记录种.该报道一方面丰富了中国植物区系的内容,更新了国产石竹科植物资料,对中国西藏山南地区植物多样性的保护及研究具有一定意义.另一方面说明中国西藏山南地区的植物多样性调查仍存在许多调查薄弱地区,还需加强相关地区植物多样性调查工作.

为了阐明高山植物全缘叶绿绒蒿(Meconopsis integrifolia)对海拔及高山环境的形态学适应特征,沿海拔梯度选择了5个海拔的全缘叶绿绒蒿分布区域(3681、3841、4081、4215和4452 m),采用常规石蜡制片技术和显微观察方法,对其形态及叶片解剖结构进行了研究.结果表明:随着海拔的升高,株型方面,全缘叶绿绒蒿的株高、基径逐渐减小;叶片形态方面,叶片逐渐变小,叶形逐渐狭长,具体表现为叶片长度、宽度逐渐减小,叶片长宽比逐渐增大;叶片解剖结构方面,叶片厚度、表皮细胞厚度、海绵组织厚度、组织疏松度及中脉直径呈减小趋势;栅栏组织厚度、栅海厚度比、组织紧密度呈增大趋势;叶表皮结构方面,叶片表皮毛密度、气孔密度及气孔指数均呈增大趋势.此外,解剖结构指标之间大多呈现出明显的协同进化,各形态指标对海拔的变化表现出较大的可塑性.全缘叶绿绒蒿形态及叶片解剖结构在不同海拔上表现出的这种差异,可能是植物长期适应高山复杂环境的结果.

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CO2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CO2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.

高山地区生境极端,却拥有许多形态特化的植物,非生物因素在塑造花部性状及其进化过程中发挥着重要作用.该研究选取龙胆科典型高山植物喉毛花(Comastoma pulmonarium)为对象,探究其毛状副冠在多雨、强辐射的极端高山环境中的适应意义及其对植物雌雄繁殖适合度的影响.结果表明:通过比较自然状态和人工去除副冠的花,毛状副冠有效减少了雨水对花粉的冲刷(t=2.61,P<0.05),提高了受精比率(t=2.05,P<0.05),但是对种子的质量,即种子重量和种子萌发率的影响不显著.另外,花粉浸泡在蒸馏水中后,其萌发率显著低于蔗糖溶液中(t=30.67,P<0.001),表明毛状副冠能够有效减小雨水浸泡对花粉活力的影响;同时,与自然状态相比,去除毛状副冠后的花,经太阳暴晒后,其花粉萌发率同样极显著地降低(t=9.89,P<0.001),表明毛状副冠有效地避免了太阳辐射对花粉质量产生的不利影响.该研究结果表明喉毛花的毛状副冠结构是应对高山恶劣环境的一种适应策略,对植株的雌性和雄性繁殖成功都具有重要意义,从而进一步证实了非生物因素在植物花部特征演化中的重要作用.

为探究高山植物生殖分配策略以及分析唐古特雪莲花部特征对海拔梯度的响应机制,该研究利用采样调查法和烘干称重法,对分布在青藏高原东缘不同海拔14个居群的唐古特雪莲花部特征和生殖分配进行了研究.结果表明:(1)繁殖分配随个体大小(地上生物量和株高)的增大呈线性递减趋势.(2)花期植株地上生物量、株高、管状小花数目、繁殖器官及营养器官生物量均随海拔升高呈线性递减趋势,管状小花生物量随海拔升高呈线性递增趋势.(3)花期管状小花数量及大小、繁殖器官生物量与营养器官生物量、雄蕊重量和雌蕊重量以及花粉数目与花丝长度之间均存在权衡现象.由此推论:(1)海拔作为外界因子对唐古特雪莲花部特征具有显著的影响,个体大小对其繁殖分配也存在潜在调控作用.(2)在不同海拔梯度上,唐古特雪莲有效地整合了有限的资源,其适应性特征之一就是通过减小个体大小来削弱营养生长以达到促进生殖生长的目的.

该研究以分布区主要在横断山脉的多星韭为对象,基于最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS)模拟了多星韭在末次盛冰期、全新世中期、当前以及未来的分布格局,以探讨多星韭对末次盛冰期以来气候变化的响应.结果显示:(1)多星韭当前的分布区主要受到最暖季度降水量、年均温变化范围和温度季节性变化标准差3个气候因子的影响;海拔对多星韭的当前分布也有着较大的影响.(2)最大熵模型的模拟精度较高(A UC=0.98).(3)根据多星韭各个时期分布面积的变化得出多星韭与部分高山植物相似,相比当前的分布,多星韭末次盛冰期的分布区发生了较为明显的扩张.研究推测,未来多星韭的分布区将向西移动.

青藏高原拥有丰富的种子植物,但对该地区特有植物的区系特征以及多样性还鲜有报道.本文通过植物志(书)以及在线数据库,整理了只分布于青藏高原地区的种子植物名录及其地理分布,分析了它们的科属特征、区系成分以及多样性空间分布格局.结果表明:青藏高原共有特有种子植物3,764种,隶属113科519属,多数为草本植物(76.3％);包含100种以上的科有菊科、毛茛科、列当科等15个,属有马先蒿属(Pedicularis)、杜鹃花属(Rhododendron)、紫堇属(Corydalis)等7个;从属的区系成分来看,温带成分占主导(67.5％).青藏高原特有植物多样性格局呈现从高原东南部向西北部逐渐递减的趋势,其中东喜马拉雅-横断山脉的物种多样性非常丰富,而且多数物种分布在高原的中海拔地带.理解青藏高原特有物种的特征及多样性格局对探讨高原植物区系的演化历史和物种保护有重要启示.

柳茶是藏族民间用于治疗消化不良等疾病的药材,是蔷薇科植物窄叶鲜卑花Sibiraea angustata (Rehd.)Hand-Mazz和鲜卑花Sibiraea Laevigata(L.)Maxim的枝叶,属高山植物,生长于3 000～4 000 m海拔的地方,多分布于青海、甘肃、云南、四川等地;本文将近几年对柳茶的化学成分及在降脂、降糖药理作用方面的新进展做一综述.1 化学成分柳茶的化学成分主要由异阿魏酸、槲皮素、金丝桃苷、芦丁、儿茶素、香草酸等组成(见表1[1-5]).其结构式和分子式见图1.

为了解高山植物繁殖分配及花部特征对海拔梯度的响应机制,探讨高海拔环境下风毛菊属植物的繁殖对策,通过采样调查法,对分布在青藏高原不同海拔重齿风毛菊(Sau-ssurea katochaete)盛花期的繁殖分配和花部特征进行研究.结果表明:重齿风毛菊个体大小、营养器官生物量、管状小花数目及头状花序重量与海拔呈显著负相关(P＜0.01);花丝长、花粉数目与海拔呈显著负相关(P＜0.01),而花药长、花柱长及花柱分支长与海拔呈显著正相关(P＜0.01);繁殖器官生物量和繁殖分配是依赖个体大小的,前者与个体大小呈显著正相关(P=0.024),而后者表现出显著的负相关关系(P＜0.01);重齿风毛菊管状小花数目-头状花序重量、管状小花数目-单花重量和雌蕊重量-雄蕊重量有着显著的负相关(P值分别为P＜0.01和P=0.024);海拔对重齿风毛菊各生物量有着显著影响,同时个体大小也与植物的繁殖分配策略密切相关;随着海拔的升高,重齿风毛菊通过花数目-重量和雌蕊重量-雄蕊重量“此消彼长”的权衡关系,来适应环境,提高自身适合度.