水是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。在淡水資源短缺、污染嚴(yán)重的今天，水生生態(tài)系統(tǒng)在水體凈化中的作用越來越受到人們的關(guān)注，而作為水生生態(tài)系統(tǒng)第一生產(chǎn)力的水生植物則被認(rèn)為是維護(hù)水生生態(tài)系統(tǒng)健康的關(guān)鍵。

　　“能否成功繁殖是水生植物在水生生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮作用的核心問題。”中國科學(xué)院武漢植物園水生植物適應(yīng)性進(jìn)化學(xué)科組研究員王青鋒說。近年來，圍繞水生植物的基本繁殖特征和適應(yīng)性變化機(jī)制，王青鋒及其團(tuán)隊(duì)開展了一系列研究，進(jìn)展顯著。

　　瞄準(zhǔn)水生植物繁育系統(tǒng)研究

　　我國是一個(gè)淡水資源緊缺的國家，淡水總貯量雖居世界第6位，但人均擁有量只有世界平均水平的1/4，分布不均勻，加上工業(yè)污水的排放和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致的水體富營養(yǎng)化、污染加劇，水生生態(tài)系統(tǒng)退化、無水可用、有水不能用的局面正在許多地區(qū)出現(xiàn)，嚴(yán)重制約了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在貯量有減無增，需求量有增無減的雙重壓力之下，保護(hù)淡水資源成為維護(hù)人民生存環(huán)境的頭等大事，湖泊濕地等水生生態(tài)系統(tǒng)健康和水環(huán)境安全已被列為我國的重大國家需求之一。作為水生生態(tài)系統(tǒng)第一生產(chǎn)力的水生植物在維護(hù)水生生態(tài)健康方面起著至關(guān)重要的作用。

　　王青鋒介紹說：“水生植物代表著一類擁有適應(yīng)水生環(huán)境條件的諸多特征的生物類群，他們雖然都生活在相似的水生環(huán)境中，但其演化卻是在極其特殊的遺傳與生態(tài)背景下進(jìn)行的。因此，不同水生植物類群繁育系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)式樣及其生態(tài)適應(yīng)性是水生植物研究中最基本和核心的問題。”

　　為了更好地認(rèn)識(shí)并利用水生植物，在中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”項(xiàng)目“水生被子植物繁育系統(tǒng)的適應(yīng)性進(jìn)化研究”的支持下，王青鋒選定若干代表水生植物的關(guān)鍵類群，如慈姑屬、海菜花屬、荇菜屬、水毛茛屬等為主要研究對(duì)象，希望通過開展水生植物的繁育系統(tǒng)在自然環(huán)境梯度和異質(zhì)生境作用下的變化規(guī)律、不同繁育系統(tǒng)類型對(duì)種群遺傳結(jié)構(gòu)和物種分化的影響等方面的研究，系統(tǒng)闡述水生植物繁育系統(tǒng)的適應(yīng)性進(jìn)化機(jī)制。

　　成果顯著，意義重大

　　隨著研究的不斷深入，王青鋒團(tuán)隊(duì)獲得累累碩果。

　　在水生植物的系統(tǒng)分類研究方面，他們對(duì)水生植物的重要代表類群澤瀉科進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的分析，建立了澤瀉科、水鱉科、小二仙草科的新分類系統(tǒng)；澄清了中國水韭屬植物長期以來的物種分類混亂，發(fā)表了云貴水韭和東方水韭這兩個(gè)中國特有的水韭屬植物新種，闡明了中國水韭屬多倍化物種形成的細(xì)胞地理學(xué)機(jī)制。編寫了英文版《中國植物志》中澤瀉科、花藺科、黃花藺科和水鱉科等類群。

　　在珍稀瀕危類群的保護(hù)生物學(xué)研究方面，他們從生活史過程、種群動(dòng)態(tài)、遺傳多樣性和生殖對(duì)策等方面研究了水蕨、粗梗水蕨、寬葉澤苔草、中華水韭、云貴水韭、高寒水韭等物種瀕危的原因，以中國水韭屬植物為個(gè)案提出了確定中國水生植物瀕危等級(jí)的野外觀測方法。

　　在水生植物的繁育系統(tǒng)研究方面，他們對(duì)具有特殊繁育系統(tǒng)的水生植物代表類群，如花柱二型性植物荇菜，具花序珠芽的寬葉澤苔草、澤苔草以及雌雄同株的慈姑屬植物等進(jìn)行了傳粉生態(tài)及繁育系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)了二型花柱在居群中的比例與居群大小、生境特征尤其是克隆繁殖特性有著一定的相關(guān)性，花柱型內(nèi)及型間的形態(tài)變異以及型內(nèi)交配不育導(dǎo)致所研究的30個(gè)居群的花柱型比相對(duì)穩(wěn)定；寬葉澤苔草主要通過生長在花序上的珠芽進(jìn)行繁殖，有效傳粉的主體為蜂類，生存力分析顯示該物種個(gè)體的死亡率高峰出現(xiàn)在5月中旬，并于該時(shí)間段的環(huán)境篩選有關(guān)；小慈姑和矮慈姑均存在依賴植株大小的性配置模式（SDS），而且雄性功能隨著植株的大小的增加而增加，不同的是小慈姑通過改變花數(shù)數(shù)量來改變性配置，而矮慈姑則是通過改變花序上的雄花數(shù)量來改變性配置；在花粉限制的情況下，小慈姑可以改變花序數(shù)量來增加花期以提高獲得花粉的機(jī)率，在營養(yǎng)限制的情況下，矮慈姑則可以通過改變資源在不同組分間的權(quán)衡關(guān)系來達(dá)到自身的優(yōu)化配置。

　　此外，他們還開展了針對(duì)水鱉科的系統(tǒng)發(fā)育及繁育系統(tǒng)的演化、海菜花漂浮開花習(xí)性的傳粉適應(yīng)、中國海菜花屬植物傳粉適應(yīng)性的比較、海菜花通過雌花對(duì)雄花的擬態(tài)實(shí)現(xiàn)傳粉的進(jìn)化生態(tài)意義、傳粉強(qiáng)度對(duì)海菜花性比的影響等一系列研究，都取得了不同程度的進(jìn)展。

　　相關(guān)研究成果將為揭示水生植物的生態(tài)適應(yīng)對(duì)策以及物種分化和形成機(jī)制提供重要的實(shí)驗(yàn)例證，并將為水生生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)、水生植被恢復(fù)、水域環(huán)境綜合整治提供技術(shù)基礎(chǔ)和理論指導(dǎo)、為國家水資源持續(xù)利用和開發(fā)提供理論依據(jù)。

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　　王青鋒，中國科學(xué)院武漢植物園研究員，湖北省植物學(xué)會(huì)理事、IUCN（世界自然保護(hù)聯(lián)盟）物種生存委員會(huì)中國植物專家組成員、中國野生植物保護(hù)協(xié)會(huì)理事，《植物科學(xué)進(jìn)展》、《植物分類學(xué)報(bào)》編委，《植物科學(xué)學(xué)報(bào)》副主編。主要從事水生植物系統(tǒng)進(jìn)化、瀕危植物保護(hù)生物學(xué)、植物繁殖生態(tài)學(xué)等方面的研究工作。主持各類科研項(xiàng)目15項(xiàng)，已發(fā)表研究論文100余篇，主編專著1部。