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

　　“能否成功繁殖是水生植物在水生生態(tài)系統中發(fā)揮作用的核心問(wèn)題。”中國科學(xué)院武漢植物園水生植物適應性進(jìn)化學(xué)科組研究員王青鋒說(shuō)。近年來(lái)，圍繞水生植物的基本繁殖特征和適應性變化機制，王青鋒及其團隊開(kāi)展了一系列研究，進(jìn)展顯著(zhù)。

　　瞄準水生植物繁育系統研究

　　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)污水的排放和農業(yè)生產(chǎn)導致的水體富營(yíng)養化、污染加劇，水生生態(tài)系統退化、無(wú)水可用、有水不能用的局面正在許多地區出現，嚴重制約了我國社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展。在貯量有減無(wú)增，需求量有增無(wú)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(zhù)至關(guān)重要的作用。

　　王青鋒介紹說(shuō)：“水生植物代表著(zhù)一類(lèi)擁有適應水生環(huán)境條件的諸多特征的生物類(lèi)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(lèi)群繁育系統的基本結構式樣及其生態(tài)適應性是水生植物研究中最基本和核心的問(wèn)題。”

　　為了更好地認識并利用水生植物，在中國科學(xué)院“百人計劃”項目“水生被子植物繁育系統的適應性進(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(lèi)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(guò)開(kāi)展水生植物的繁育系統在自然環(huán)境梯度和異質(zhì)生境作用下的變化規律、不同繁育系統類(lèi)型對種群遺傳結構和物種分化的影響等方面的研究，系統闡述水生植物繁育系統的適應性進(jìn)化機制。

　　成果顯著(zhù)，意義重大

　　隨著(zhù)研究的不斷深入，王青鋒團隊獲得累累碩果。

　　在水生植物的系統分類(lèi)研究方面，他們對水生植物的重要代表類(lèi)群澤瀉科進(jìn)行了系統發(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(lèi)系統；澄清了中國水韭屬植物長(cháng)期以來(lái)的物種分類(lèi)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胞地理學(xué)機制。編寫(xiě)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(lèi)群。

　　在珍稀瀕危類(lèi)群的保護生物學(xué)研究方面，他們從生活史過(guò)程、種群動(dòng)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(gè)案提出了確定中國水生植物瀕危等級的野外觀(guān)測方法。

　　在水生植物的繁育系統研究方面，他們對具有特殊繁育系統的水生植物代表類(lèi)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)及繁育系統的研究，發(fā)現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(zhù)一定的相關(guān)性，花柱型內及型間的形態(tài)變異以及型內交配不育導致所研究的30個(gè)居群的花柱型比相對穩定；寬葉澤苔草主要通過(guò)生長(cháng)在花序上的珠芽進(jìn)行繁殖，有效傳粉的主體為蜂類(lèi)，生存力分析顯示該物種個(gè)體的死亡率高峰出現在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(lài)植株大小的性配置模式（SDS），而且雄性功能隨著(zhù)植株的大小的增加而增加，不同的是小慈姑通過(guò)改變花數數量來(lái)改變性配置，而矮慈姑則是通過(guò)改變花序上的雄花數量來(lái)改變性配置；在花粉限制的情況下，小慈姑可以改變花序數量來(lái)增加花期以提高獲得花粉的機率，在營(yíng)養限制的情況下，矮慈姑則可以通過(guò)改變資源在不同組分間的權衡關(guān)系來(lái)達到自身的優(yōu)化配置。

　　此外，他們還開(kāi)展了針對水鱉科的系統發(fā)育及繁育系統的演化、海菜花漂浮開(kāi)花習性的傳粉適應、中國海菜花屬植物傳粉適應性的比較、海菜花通過(guò)雌花對雄花的擬態(tài)實(shí)現傳粉的進(jìn)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(jìn)展。

　　相關(guān)研究成果將為揭示水生植物的生態(tài)適應對策以及物種分化和形成機制提供重要的實(shí)驗例證，并將為水生生態(tài)系統健康評價(jià)、水生植被恢復、水域環(huán)境綜合整治提供技術(shù)基礎和理論指導、為國家水資源持續利用和開(kāi)發(fā)提供理論依據。

　　學(xué)術(shù)名片>>

　　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（世界自然保護聯(lián)盟）物種生存委員會(huì )中國植物專(zhuān)家組成員、中國野生植物保護協(xié)會(huì )理事，《植物科學(xué)進(jìn)展》、《植物分類(lèi)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進(jìn)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(lèi)科研項目15項，已發(fā)表研究論文100余篇，主編專(zhuān)著(zhù)1部。