水是人類社會賴以生存和發(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)性變化機制，王青鋒及其團隊開展了一系列研究，進展顯著。

　　瞄準(zhǔn)水生植物繁育系統(tǒng)研究

　　我國是一個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)重制約了我國社會經(jīng)濟的發(fā)展。在貯量有減無增，需求量有增無減的雙重壓力之下，保護淡水資源成為維護人民生存環(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)識并利用水生植物，在中國科學(xué)院“百人計劃”項目“水生被子植物繁育系統(tǒng)的適應(yīng)性進化研究”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)性進化機制。

　　成果顯著，意義重大

　　隨著研究的不斷深入，王青鋒團隊獲得累累碩果。

　　在水生植物的系統(tǒng)分類研究方面，他們對水生植物的重要代表類群澤瀉科進行了系統(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胞地理學(xué)機制。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生物學(xué)研究方面，他們從生活史過程、種群動態(tài)、遺傳多樣性和生殖對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案提出了確定中國水生植物瀕危等級的野外觀測方法。

　　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個居群的花柱型比相對穩(wěn)定；寬葉澤苔草主要通過生長在花序上的珠芽進行繁殖，有效傳粉的主體為蜂類，生存力分析顯示該物種個體的死亡率高峰出現(xiàn)在5月中旬，并于該時間段的環(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)系來達到自身的優(yōu)化配置。

　　此外，他們還開展了針對水鱉科的系統(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、海菜花通過雌花對雄花的擬態(tài)實現(xiàn)傳粉的進化生態(tài)意義、傳粉強度對海菜花性比的影響等一系列研究，都取得了不同程度的進展。

　　相關(guān)研究成果將為揭示水生植物的生態(tài)適應(yīng)對策以及物種分化和形成機制提供重要的實驗例證，并將為水生生態(tài)系統(tǒng)健康評價、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)會理事、IUCN（世界自然保護聯(lián)盟）物種生存委員會中國植物專家組成員、中國野生植物保護協(xié)會理事，《植物科學(xué)進展》、《植物分類學(xué)報》編委，《植物科學(xué)學(xué)報》副主編。主要從事水生植物系統(tǒng)進化、瀕危植物保護生物學(xué)、植物繁殖生態(tài)學(xué)等方面的研究工作。主持各類科研項目15項，已發(fā)表研究論文100余篇，主編專著1部。