农林植生

荒漠植物适应干旱的水分收集和运输新模式

中科院新疆生态与地理研究所张元明团队与美国科学家合作，以齿肋赤藓为研究材料，阐明了荒漠植物叶片特殊结构在植物体适应干旱环境中的重要作用，揭示了荒漠植物高效利用干燥空气水分维持生命的机制，提出了荒漠植物“由上至下”吸收水分的新模式，相关结果发表于《自然-植物》杂志。荒漠植物大多拥有高度进化的水分吸收和运输系统，传统理论认为它们能通过发达的根系最大限度地从沙土中吸收水分，向上传输到茎、叶，同时借助特殊的叶片结构减少水分的损失。齿肋赤藓的假根系统并不具有水分吸收的作用，齿肋赤藓密集的叶片芒尖能够有效地吸收雨滴打击的能量，从而最大程度地减少雨滴的飞溅和水分的损失，有利于水分的保持和吸收。

干燥状态（左）和湿润状态（右）的齿肋赤藓植株

覆盖在荒漠地表的藓类结皮（干燥时呈现黑色）

喀斯特流域生态系统或受到更强的气候胁迫

中科院亚热带农业生态研究所徐宪立研究组采用基于Budyko水热平衡框架的气候弹性分析方法，开展气候变化条件下喀斯特流域生态水文响应研究，研究论文发表于《水文学杂志》。喀斯特流域蒸散发对降水变化的敏感性较大，而对潜在蒸散发变化的敏感性较小，反映了喀斯特流域蓄水能力差、水分下渗快的水文条件下，水分供给而非能量需求是喀斯特流域生态系统蒸散发的限制因子。近50年的气候变化引起了喀斯特流域蒸散发更大程度的降低，而相关研究表明蒸散发与植被生产力具有很好的正相关，这在一定程度上说明喀斯特流域生态系统可能受到更大的气候胁迫。变化环境下喀斯特流域生态系统的响应与适应的研究需要进一步加强。

叶绿体分子伴侣素不同亚基顶端区的功能分化分工

中科院遗传与发育生物学研究所刘翠敏研究组，过对衣藻不同类型的Cpn60顶端区进行筛选和比较发现：该区不仅显著影响分子伴侣素的ATP酶活，而且α型顶端区对RbcL的结合能力是β型的三倍，但却只有β型顶端区能够与辅伴侣进行有效互作。研究论文发表于《分子植物》。植物光合作用固碳关键酶Rubisco的折叠组装依赖于叶绿体分子伴侣素Cpn60，Cpn60如何实现不同底物间的结合-折叠平衡是个由来已久的科学问题。研究成果凸显CPN60 α顶端区所具有的独特优势，对分子层面认识并优化叶绿体蛋白内稳态，进而改良光合作用效率具有重要的参考价值。

生境过滤影响同种和系统发育负密度制约的可检测性

中科院西双版纳热带植物园研究员曹敏、林露湘等，应用广义线性混合模型分析幼苗存活与邻体密度变量和生境变量的关系，相关成果发表于《生态学》。同种负密度制约被认为是一种驱动热带森林群落树种共存的关键机制。最优模型表明同种负密度制约和生境过滤同时影响幼苗存活，与研究人员预期相反的是，系统发育正密度制约对幼苗存活存在显著的效应。生境过滤没有对邻体的系统发育正效应起到解释作用，但是生境过滤会降低可检测到的同种负密度制约的强度。该研究结果表明忽略生境因子和系统发育关系会影响同种和异种邻体对幼苗存活重要性的判断。

青藏高原冻土碳库评估

中科院植物研究所杨元合研究组以青藏高原多年冻土区为研究对象，发展了基于地面观测、卫星遥感、气候要素和土壤信息等多源数据与支持向量机相结合的碳库估算方法体系，系统评估了青藏高原3米深度冻土碳库的大小及其分布特征，相关结果发表在《全球变化生物学》杂志上。冻土是指零摄氏度以下并含有冰的各种岩土和土壤，主要分布在北半球的寒冷地区。过去几十年，持续的气候变暖使全球冻土分布区出现了以冻土活动层厚度增加、热融喀斯特加剧等为标志的融化现象。显著的冻土融化很可能会导致冻土中长期封存的大量有机碳被分解释放，形成对气候变暖的强烈正反馈。该研究结果表明青藏高原多年冻土区是一个重要的碳库。

科研人员于2013年至2014年对青藏高原多年冻土区大范围取样，获得342个3米深度和177个50厘米深度的土壤剖面样品

青藏高原冻土碳库呈现出从研究区东南向西北递减的趋势

草本被子植物占优势的植被形成时间

中科院植物研究所陈之端研究组及其合作者利用古老的草本被子植物——毛茛科作为代表研究了以草本被子植物占优势的植被的进化，研究论文发表于《科学报告》。以早白垩世被子植物大爆发为标志的“陆地革命”和白垩纪末恐龙为代表的生物大灭绝是白垩纪的两个重大事件，它们对陆地生态系统的重新构建和现代化产生了深远的影响。以草本被子植物占优势的林下草本层与以被子植物占优势的森林的兴起是同步的，共同对白垩纪“陆地革命”做出了贡献，而开放生境中以草本被子植物占优势的植被则稍晚于森林的形成，或者在森林形成末期才兴起。同时，根据毛茛科植物多样化速率在白垩纪-古近纪交界没有发生明显变化，认为以草本被子植物占优势的植被受白垩纪末大灭绝事件影响较小。

森林土壤有机碳激发效应

中科院沈阳应用生态研究所人工林生态组王清奎研究员等开展了土壤含水量变化对亚热带人工林土壤有机碳分解激发效应影响的研究，研究论文发表于《生态系统》。根据IPCC报告，强降水、长期干旱等极端气候事件发生频率将持续增加，将会引起土壤干湿交替、土壤水分经常性发生变化。这一变化将会对土壤碳输入等地下生态过程产生深刻影响。正激发效应促进土壤有机碳的分解，能降低土壤碳储量，而负激发效应则有利于生态系统土壤碳固持。该研究提升了科研人员对全球变化背景下陆地生态系统土壤碳循环的认知，也为全球变化背景下如何管理人工林、增加其碳汇功能提供科学支撑。

附生苔藓植物对林下荫湿生境的适应机制

中科院西双版纳热带植物园恢复生态研究组刘文耀研究员等，以哀牢山山地云雾林中三种优势附生苔藓树平藓、刀叶树平藓、阿萨羽苔为对象，研究其功能性状和光合特性之间的关系，以期从功能性状的角度揭示附生苔藓植物对林下荫湿生境的适应机制。相关成果发表于《苔藓学期刊》。三种附生苔藓具有典型的耐荫植物的光合特征和极低的光合效率系数，强光下呈现出光抑制现象，其光合特征与林下荫湿的生境相协调。附生苔藓的诸多性状有利于提高附生苔藓在低光照生境下的量子捕获效率。因此，苔藓植物对林内荫湿生境的适应是其功能性状之间权衡与优化的结果。通过功能性状间的权衡，在林内荫蔽生境下附生苔藓对资源的高截留的生存策略得以适应和生存。