高级植物生理生态学

1、植物栽培实验与植物生理生态关系密切相关，但为什么关于植物的生理生态的研究对 植物栽培实验贡献却很小？怎样才能提高研究的贡献率？（1）植物生理生态学（Plant Physioecology）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。研究对象从过去的以作物和常见物种为主转向生物多样性和全球变化的 关键植物种类。（2）植物栽培一直以来都与植物生理生态息息相关，无论是园林植物观赏栽培或是用于 生产的农林作物的栽培终其目的都是要求植物呈现最好的生长态势并取得最好的经济效益， 这就必然导致与之相关的植物生理生态学的研究发展，以期提拱更好的理论依据从而使得人 们更为了解植物的生理生态习性及在各种生长环境中要求的适应条件，从而可以创造出适宜 的生长环境创造最大效益。虽然国内学者在植物生理生态学进行研究方面取得了大量进展， 但同时存在着重复研究、研究手段落后、与国际已有的结论（甚至是定论）重复验证等问题， 而不是致力于研究如何得到可行性实验结论并与实际应用生产相结合，从而导致了植物生理 生态方面的研究对植

2、物栽培实验贡献却很小，涉及原因探讨如下： 研究方法比较落后尽管有了较先进的仪器设备，但由于目前的生理生态学研究主要在野外条件下进行，大 部分试验条件难以控制，所以不管观测手段如何先进，所用方法仍属于观察方法。观察方法 有很多缺点和局限性：1）研究结果具有不确定性；2）只能得到关于事物本质的某些现存现象， 而某些现象往往时过境迁，不能自发重现，限制了进一步深入研究；3）只能得到事物整体综 合的表面现象，无法了解原因。生命现象是自然界最复杂的运动形式，生态学过程尤其复杂， 仅仅运用观察方法远远不能解决深入的问题，必须采用实验方法。植物对各主要环境因子的 反应关系，如植物的光补偿点、光饱和点、植物对温度、水份等的耐受能力等，均进行了一 定程度的研究，取得了有意义的成果。但这些研究大部分是在室内进行，与自然环境差别较 大，并且主要是单个因子，故仅能从某个侧面反映植物的生理生态特性，无法表现在自然环 境中综合因素作用下植物的功能特点。目前，只能对草本植物和木本植物的幼苗进行控制部 分环境条件的试验，并且自然环境的模拟技术也还很不够。例如，如何在生长室中模拟风速 的涡动效应，至今仍然没有解决。在水

3、生生态系统中，光、涡流以及碳交换的测定都还只是 初步的形式。实验方法的落后导致的植物生理生态深度及广度的研究出现了困难，因此得到 的实验结果会有一定的局限性，有些是无法应用于植物栽培生产实验的，因而可参考性相对 较低，对其帮助就会较小。 研究范围过于狭隘例如，植物地下环境及植物地下过程测定方法相当缺乏。虽然我们对植物的气孔控制和 失水方面的理解已经取得了很大进展，但植物细胞水分关系中的关键参数，如膨压、渗透势 的测定仍然相当困难。在植物一离子关系方面，情况也相似。对植物地下部分的研究较少就 势必导致对植物生理生态的研究不够全面，无法全面深入了解植物生长习性及在实际生存环 境中对各生态因子变化的生理生态反应，因而无法为实际栽培生产提拱更有效的指导依据。 研究手段较为单一例如，有研究表明：在一定的干旱胁迫强度之下有些植物能够通过信号传导作用，调 控与抗旱有关的基因表达，随之产生一系列的形态、生理生化及生物物理等方面的变化以达 到抵抗逆境的目的，显示出抗旱力，但研究成果之间彼此较独立，不能提拱系统的研究结果 用于栽培实验生产。要注意的问题是应研究如何实际应用且有利于控制土壤水分状况的田间 操

4、作，以及如何把生理生态实验研究的结论与传统的栽培技术结合起来等方面，协调干旱胁 迫与其它植物生长条件的关系，建立抗旱节水栽培新技术体系以及探索植物究竟在何种程度 的水分状况下各项生理生化指标和水分利用效率达到最优。再如酸雨对森林生态系统的研究 中，应将常规分析手段和分子生物学技术相结合，更有利于精确测定植物生理生态指标。研究深度稍显不足目前关于酸雨对植物的影响研究主要是在实验室和大田中进行的，在大田容易受到自然 降水的影响，而在实验中的模拟研究只考虑了单一酸雨因子对植物的影响，这样研究结果很 难运用到实际生产生活中，因此，应深入探讨在自然条件下，酸沉降与其它环境因子（如重 金属污染、二氧化碳浓度升高以及紫外辐射增加等）综合作用下对森林植物的影响研究。再 如，当前植物生理生态响应研究，尤其是样带研究大多注重个体或叶片水平的测定，尚缺乏 将这些测定数据上升到群落或者生态系统水平，即不同尺度间的转换。如何定量描述个体水 平的响应特征与生态系统水平演变的关系，可为现有的区域生物地球化学循环模型与植被地 理模型的连接（即区域植被动态模型）提供科学依据，这将有助于从机理上解释区域植物对全 球变化的

5、适应与响应，将是未来的一个研究重点。（3）以上初步论述了当今植物生理生态研究中遇到的一些瓶颈，无法有新的突破，或是 得出的实验结论因为不具备普遍适应性难于运用于实际生产生活中，从而阻碍了植物生理生 态研究对实际植物生产栽培的贡献，建议在以下几个方面改善：其一，明确研究的科学问题，哪怕在某一很小问题上的突破。也就是研究要深入而非仅 仅只局限于蜻蜓点水浅尝辄止，要得出实验结论的普遍性和广泛性，而不是特殊立地条件下 的结论，这样才能更有效地用于指导实际生产中植物的栽培实验，这就需要研究者不断地关 注国际同行目前进行的研究动态，而不是满足于填补所谓的空白；其二，研究手段要不断更新。例如，所使用的仪器必须是国际同行所默许的，一些质量 和信誉很差的仪器所获得的数据在国际刊物上发表的机会很小;对于研究手段不能再是单一 而独立的，而是要与当今先进的科学技术手段相结合，不断研究新的实验仪器并应用于实验 研究中，实验中作到认真严谨的科学态度得出较适用的实验结论，只有这样才能用于指导生 产植物栽培实验；其三，研究成果之间注意结合。不但要深入研究植物各种生理生态指标在不同生长环境 中的影响，更要注意研究它与植物生长的关系，可实际提拱可参考依据用于生产，研究如何 将生理生态实验结论用于实际生产栽培实验中，找出二者结合的最好办法。其四，要紧紧抓住我们中国自己的生态问题。如青藏高原特殊生境、全球变化下的中国 陆地生态系统响应、退化生态系统的恢复、环境污染的植物修复等，所有这些问题为我国的 植物生理生态学研究提供了广阔的研究空间和平台。姓名：何小艳专业：2010级森林培育学学号：S10090702296

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