强烈的岩溶作用使得喀斯特土壤环境具有岩溶干旱、高pH、高重碳酸盐、高钙镁、低营养的特征。喀斯特逆境具有高度的时空异质性。面临这些异质化喀斯特逆境，植物相应地在形态与解剖结构、生理生化以及分子水平上做出长期和(或)短期响应。能够适应岩溶干旱、高钙和重碳酸盐、低营养、高pH等典型喀斯特环境的植物称为喀斯特适生植物。减少水分丢失的叶片形态解剖特征与庞大的根系系统是喀斯特适生植物的主要形态特征。
▲ 植物的碳酸氢根离子利用的可能途径
植物对碳酸氢根离子的利用部分补偿了水分和二氧化碳的不足。
生态系统的稳定性是生态系统健康发展的基础。喀斯特适生植物能够很好地调节生态系统中的水循环、碳循环和营养循环，增加生态系统的稳定性。开发利用喀斯特适生植物资源，将会加速喀斯特石漠化地区植被的恢复，提升森林资源经营管理水平，美化喀斯特景观，实现社会、经济和环境的可持续发展。
▲ 喀斯特生态系统中碳循环过程——岩溶-光合耦合
适生植物对生态系统中的碳循环的调节
不同植物对不同的喀斯特逆境甚至同一种喀斯特逆境的适应性均有显著差异，同一植物对不同的喀斯特逆境也有着不同程度的适应性。定量检测植物的喀斯特适生性，是生态修复中物种选择的基础。至今国内外还未建立一套完整的喀斯特适生植物的筛选标准，这严重地影响着喀斯特地区生态恢复速度和效果。
什么植物适应怎样的特定喀斯特环境？中国科学院地球化学研究所吴沿友研究员课题组，通过20多年潜心研究与探索，系统地回答了这个问题。
由国家科学技术学术著作出版基金资助的专著《植物的喀斯特适生性检测原理与技术》，总结和集成了吴沿友研究员及其科研团队20余年的相关科研成果。该书涵盖了植物学、植物生理生态、地球化学、地理学、分子生物学、环境科学等多种学科；从喀斯特地区的土壤环境特点、植物的形态特征和生理生化途径复杂性、生态适应性机制多样性等多方面来揭示喀斯特适生植物的适生机理或机制，依据植物喀斯特适生性的检测原理，开发、集成出植物的喀斯特适生性检测技术体系，将基础理论研究与实际应用相结合，对于治理修复喀斯特脆弱环境的植被选择提供了科学技术依据，为石漠化的快速修复和治理提供理论和技术支撑，为喀斯特地区的生态经济及可持续发展提供技术保证。
本文摘编自《植物的喀斯特适生性检测原理和技术》（吴沿友等著. 北京：科学出版社，2018.12）一书“前言”，有删减，标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-059386-3
责任编辑：罗 莉
本书以喀斯特适生植物为对象，依据喀斯特适生植物的适生机制，探讨了喀斯特适生性的检测原理，开发出检测植物的喀斯特适生性的系列技术，建立了一系列植物喀斯特适生性检测技术规程。通过对逆境下植物碳酸酐酶响应特征的研究，阐明了碳酸酐酶对不同逆境响应变化规律，开发出基于碳酸酐酶作用机制的植物适生性检测技术。通过定量测定植物利用重碳酸盐能力，阐明了不同逆境下不同植物的碳酸氢根离子利用途径对光合作用的贡献，开发出通过测定植物利用重碳酸盐能力评判植物的喀斯特适生性方法。通过研究干旱逆境下植物的水分信息、细胞的紧张度以及根系分泌有机酸等的变化，开发出基于叶片紧张度以及根系分泌有机酸特征检测植物适生性的方法。依据喀斯特适生植物的养分利用特征以及对低营养的生理响应，建立了离子吸收动力学特征的植物耐低营养能力的检测方法；开发出基于植物利用硝酸盐能力测定的喀斯特适生性检测技术以及利用根系分泌有机酸特征检测植物抗缺磷胁迫能力的方法。研究不同逆境下植物光呼吸份额、糖酵解和磷酸戊糖途径份额的变化特征，建立了以光合生长力和1, 5-二磷酸核酮糖再生能力来判断植物的喀斯特适生性的方法。最后，依据植物对逆境的生理响应，综合评价了室内培养植物和自然生境下植物的喀斯特适生性，建立了实用的技术规程。本书的研究方法和结果可为喀斯特石漠化地区生态修复的植被构建提供借鉴。
（本文编辑：刘四旦）
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