在新一期的《生态学》((Oecologia(2007)153:501-510))杂志上,发表了中科院西双版纳热带植物园冯玉龙研究人员等人的一篇研究论文。他们在增强竞争力的进化(EICA)假说基础上,首次提出在入侵地氮在入侵植物光合机构和天敌防御系统中的分配的权衡关系可以对天敌的缺乏做出进化响应,即减少向防御系统的分配比例,增加向光合机构的分配比例。
生物入侵是严重的环境问题,是全球变化的重要组成部分,入侵种的扩散严重威胁着全球生物多样性安全、生态系统的结构和功能、农林牧业生产。研究外来植物的入侵性不仅具有重要的理论意义,也有助于对外来种进行风险评估,对入侵种进行早期预测、限制其传播、科学地管理与防治等。然而,目前有关生物入侵的理论和假说还不能说明入侵种为什么具有如此强大的入侵能力。
普适性基因型假说和进化假说均认为外来入侵种具有“利于入侵的性状”,但这些性状是什么并不清楚。中科院西双版纳植物园冯玉龙研究员等在增强竞争力的进化(EICA)假说基础上,首次提出在入侵地氮在入侵植物光合机构和天敌防御系统中的分配的权衡关系可以对天敌的缺乏做出进化响应,即减少向防御系统的分配比例,增加向光合机构的分配比例。
为验证该假说,冯玉龙研究员等比较研究了8个种群的大叶醉鱼草和5种本地植物的生理生态特性。研究发现,8个种群的大叶醉鱼草的生理生态参数差异不显著,6种植物间叶片氮含量差异不显著,但入侵种大叶醉鱼草叶片中的氮分配到光合机构(光合羧化组分和生物力能学组分)的比例显著高于5种本地植物,致使其光合机构中的氮含量显著高于本地种,这又导致其光合能力、光合氮利用效率和呼吸功效高于本地种。
验证“氮分配的进化假说”不仅有重要的理论意义,而且对入侵植物的生物防治也有重要的指导作用。本研究提出并初步验证了该假说,为更好地验证该假说,目前版纳植物园生物入侵生态学创新组正在比较研究更多的亲缘关系近的(如同属)入侵种和本地种、外来种的入侵种群和原产地种群,同时也考虑到了环境条件和发育阶段的影响。
冯 玉 龙,博士 研究员, 男,1964年6月28日出生。他的研究方向包括:植物生理生态学;植物分子生态学;植物抗性分子生物学。
主要研究光能在光合作用不同过程中的分配,环境因子和植物自身对其影响,及植物耐荫策略和光破坏防御机制。试图揭示植物分布、更新策略、生物多样性维持等的生理生态学机制。目前主要从事外来种的生态学效应研究;热带植物低温冷害机理研究;雾与西双版纳热带雨林;不同功能类群植物耐旱性差异的比较研究等工作。
已取得的学术成绩:系统研究了不同年龄长白落叶松树冠3个层次4个方向12个部位针叶的光合等生理生态特性的日变化和季节变化,及不同地理种源和无性系长白落叶松生理生态特性的差异,控制条件下研究了环境对其幼苗生理特性的影响,并与其它树种做了比较。发现有些生理生化参数与不同种源和无性系长白落叶松幼苗和幼树的生长具有明显的相关性,首次提出用生理生化技术早期鉴定长白落叶松优良种源和无性系的观点,并筛选出了一些指标。首次明确提出长白落叶松具有耐旱能力的观点,并与樟子松等做了比较研究,发现其生理耐性要强于樟子松等,樟子松的耐旱能力主要源于形态学,尤其是其深根系,在根系分布受到限制的条件下长白落叶松的生理抗性便表现出来。揭示了长白落叶松与水曲柳混交林的增产机制,即物种混交改变了林分地下和地上环境,改善了树木营养和水分状况,提高了光合碳积累量。在从事防护林等项目的研究过程中发现,不同立地(生境)条件下杨树的生理生态特性不同,并与林业上的立地划分结果明显相关,提出了用树种净同化量划分立地的新观点。同时还对根系温度的生理生态效应进行了较全面的研究,其结果对指导世博园高山植物的栽培有重要的意义。到版纳后主要研究植物的光适应对策和低温光抑制,认为雾(版纳年雾日180-270天)对植物的保护作用是间接的,上午雾使光强减弱缓解了夜间低温对热带植物的不利影响,防止了夜间低温后阳光直射造成的光破坏。
学习经历:
1. 1981.9 ~ 1985.7 哈尔滨师范大学生物系生物学专业,学士论文:《叶绿体膜蛋白及小分子RNA与番茄抗病性的关系》,导师:黄永芬教授、汪清胤教授。
2. 1985.9 ~ 1988.7 中国农业大学生物学院植物生理生化系,硕士学位论文:《根系温度对植物光合、蒸腾及叶片生长的影响》,导师:娄成后院士、王学臣教授。
3. 1993.9 ~ 1996.4 东北林业大学森林植物生态学教育部重点开放实验室,博士学位论文:《长白落叶松生态生理生理生化特性及与生长的关系》,导师:周以良教授、王文章教授。
研究经历:
1. 农田防护林生物和生态经济效益的研究,国家“七五”攻关课题,承担生理生态学研究,1995年获黑龙江省科技进步三等奖。
2. 不同立地主要树种的生理生态学特性的研究,国家“七五”攻关课题,1991年专家鉴定为国际同类研究先进水平。
3. 落叶松生理生态学和群落学研究,国家“七五”攻关课题,承担光合等生理生态学研究,获黑龙江省科技进步三等奖。
4. 红松、樟子松、落叶松速生丰产技术的研究,国家“七五”攻关课题,承担光合生理生态学研究,获林业部科技进部二等奖。
5. 长白落叶松目的性状早期测定技术的研究,国家“八五”攻关课题,负责项目的计划、组织实施,1997年专家鉴定为国际同类研究先进水平,1998年获黑龙江省教委科技进步2等奖。
6. 扦插生根机理的研究,国家“八五”科技攻关项目;
7. 长白落叶松速生丰产林增产机理的研究,国家自然科学基金项目(1991-1993),39170630,承担光合生理生态学研究。
8. 辽西地区杨树纸浆用材林培育技术研究,国家“九五”科技攻关项目,主要参加者,负责生态生理学研究。
9. 草莓光合生理生态学研究,河北省教委博士基金项目(1999-2001),项目负责人。
发表论文:
1. Feng Yulong,Cao Kunfang,Feng Zhili.2002.Thermal dissipation, leaf rolling and inactivation of PSII
reaction centers in Amomum villosum in diurnal course. J Trop Ecol ,
2. 冯玉龙,曹坤芳,冯志立. 2002.夜间低温对不同光强下生长的热带植物光合特性的影响.植物生理与分子生物学学报,28
3. 冯玉龙,张亚杰,朱春全 .2002.根系渗透胁迫时杨树光合作用光抑制与活性氧的关系.应用生态学报,12,
4. 冯玉龙,巨关升,朱春全 .2002杨树无性系幼苗光合作用和PV水分参数对水分胁的响应.林业科学,38,
5. 冯玉龙,曹坤芳,冯志立. 2002.生长光强对热带雨林四种树苗光合机构的影响.植物生理与分子生物学学报,28(2):153 - 160
6. 冯玉龙,曹坤芳,冯志立. 2002.四种热带雨林树种幼苗叶片厚度,光合特性和暗呼吸对生长光环境的适应.生态学报,22(6):
7. 冯玉龙,王文章,敖红,陈杰 .2002. 长白落叶松几种酶活力及在种源早期选择中的应用 .林业科学,38(2):
8. 冯志立,冯玉龙,曹坤芳 . 2002. 光强对砂仁叶片光合作用光抑制及热耗散的影响 . 植物生态学报,26(1):77 - 82
9. 冯玉龙,冯志立,曹坤芳. 2001.砂仁叶片光破坏的防御.植物生理学报,27(6):483 - 488
10. 冯玉龙,张亚杰,朱春全 . 2001.调控活性氧代谢对渗透胁迫时杨树光合作用光抑制的影响.植物生态学报,25(4):451 - 459
11. 冯玉龙,姜淑梅. 2001.番茄对高根温引起的叶片水分胁迫的适应机制.生态学报,21(5):747 - 751
12. 冯玉龙,张亚杰,巨关升,朱春全. 2001.杨树无性系幼苗光合作用的光抑制.植物研究,21(4):578 - 582
13. 冯玉龙,王文章,敖红. 2000.长白落叶松无性系选择生理指标的研究.林业科学,36(SI):80-85
14. 冯玉龙,王文章,陈杰. 2000.长白落叶松与水曲柳素营养关系的研究.林业科学,36(2):20-25
15. 冯玉龙,姜淑梅. 2000.根系温度对甜椒生理特性的影响.植物生理学通讯,36(4):308-311
16. 冯玉龙,姜淑梅. 2000.根系温度对苋菜生长发育的影响.植物研究,20(2):180-185
17. 冯玉龙,王丽华,敖红等. 1999.长白落叶松生态生理特性的CO 2 响应及意义.植物研究,19(1):53-59
18. 冯玉龙,姜淑梅,敖红等. 1999.长白落叶松氮素营养及与生长的关系.植物研究,19(4):428--434
19. 冯玉龙,阳丽,王银定等. 1999.草莓病害生物防治初探.河北农业大学学报.22(3):59-61
20. 王丽华,姜春玲,冯玉龙. 1999.不同地理种源长白落叶松生理生态特性的研究. 植物研究,19(2):165-171
10月23日,国际期刊《科学》在线发表东北林业大学生态学院周旭辉教授团队的突破性研究成果。该研究首次通过全球尺度的系统,分析揭示了生物入侵(包括植物、动物和微生物入侵)对陆地生态系统影响的动态演变规律......
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