豆科黄华属（Thermopsis）的系统学研究

本文重点分析了黄华属植物的形态变异，并结合微形态、植物地理及分子生物学的证据，对全世界黄华属植物首次进行了全面的分类学修订，承认全世界黄华属植物共5组、21种、6变种。对Czefranova (1954，1958，1970，1976)的分类系统／2亚属、4组、38种，及其他学者描述的种进行了修正。对7个种进行了归并处理：确认了3个种的分类学地位;新组合了两个变种;建立了1个新组。 考证了属的正确模式及一些种的合法学名。长期被误用的本属模式 Thermopsis lanceolata R．Br. (1811)实际上是根据Sophora lupinoides L．(1973)同 模式（轮生花）建立的一个多余名，这个命名法上的异名应当被废弃而代之以T. lupinoides (L.) Link (1821)。而长期被误用的东北亚互生花黄华的正确名称应当是T. fabacea (Pall.) DC. (1825). 本文首次较全面的研究了黄华属植物的地理学。黄华属基本上为东亚-北美间断分布属。东亚地区是黄华属植物的现代分布及分化中心。伊朗-土兰地区及落基山地区是次生分布和次生演化中心，该属的多倍性现象也出现在这二地区，而且自此二地区曾经描述了许多新分类群，同时也被归并了很多，然而，最近的分子生物学证据又揭示，在这些地区曾被归并的一些分类群应是不同的实体，这似乎也在提醒分类学家，对这些物种分化较活跃的区域进行分类处理时，无论是描述新分类群，抑还归并或新组合旧分类群都应持谨慎态度。 据黄华属植物的现代地理分布、形态演化趋势、现有的化石及地质历史资料推测，黄华属植物在中新世之前早已存在，并且很可能在早第三纪或晚白垩纪，起源于劳亚古陆上一个含羽扇豆生物碱的古槐成员。两大陆分离后，在不同的促进种化因子的影响下，形成了各自的演化格局。根据黄华属植物的系统演化趋势、原始类群的分布式样及特有现象分析，东亚地区的中国，日本亚区和北美的阿把拉契亚省可能是可能是本属现存植物的原始类型保存中心。

浑善达克沙地优势豆科植物 光合生理特性研究

　　氮素是植物光合生产的决定性因素，尤其是在沙地草地生态系统中，氮素贫乏往往限制植物的生长发育。因此，研究沙地植物光合作用与叶片N含量之间的关系，以及不同植物功能型氮素利用效率，有助于理解不同植物资源利用效率的差异。以浑善达克沙地分布的80种植物为研究对象，对不同生境(固定沙丘、丘间低地和湿地)、不同生活型(乔、灌、草)、不同光合途径(C3和C4)以及豆科和非豆科植物等功能型进行研究，结果表明：无论在单位叶面积水平还是单位干重水平上的叶片氮含量，均与光合速率成极显著正相关，但单位氮素的光合利用效率在不同生境以及不同功能型之间差异很大;光合氮素利用效率表现为：湿地植物>沙丘>丘间低地植物;草本植物>灌木>乔木;C4草本>C3草本植物，非豆科植物>豆科植物。 　　为了验证浑善达克沙地豆科植物是否比非豆科植物具有更高的光合潜力，我们比较研究了3种优势豆科植物小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、木岩黄芪(Hedysarum fruticosum var. lignosum)、披针叶黄华(Thermopsis lanceolata)和2种非豆科植物羊草(Leymus chinensis)和黄柳(Salix gordejeviii)，结果表明并非所有豆科植物都比非豆科植物有着显著高的光合速率，仅木岩黄芪表现出较高的光合速率，其它两种豆科植物的光合速率和羊草、黄柳的差异并不显著(P>0.05)，甚至低于后者，这是因为氮素利用效率(PNUE)在其中起关键作用，通过对影响PNUE的几个主要因素进行分析得出：叶绿素对光能的吸收、光化学转换效率和CO2分压并不是构成豆科和非豆科植物PNUE差异的主要因素，而Rubisco羧化效率决定了所实验的5种植物对氮素利用效率的高低。 　　木岩黄芪在浑善达克沙地的沙丘上为优势种，甚至成为流动沙丘的先锋种。除了其显著高的氮含量外，对沙丘胁迫生境的光合适应性是我们关注的另一个重点。通过对木岩黄芪和其伴生种黄柳的光反应曲线以及光合日动态的研究，发现木岩黄芪具有显著高的光合速率、水分利用效率和PSII 光化学效率，其忍受中午强光和高温的能力较强(即“光合午休”现象不明显)。另外，该物种还表现出了显著高的光饱和点和低光补偿点。 对木岩黄芪的模拟降雨试验结果表明：气体交换参数以及叶绿素荧光参数均受到干旱和模拟降雨的影响，其中气孔因素和非气孔因素共同决定了干旱条件下木岩黄芪光合速率的降低;但降雨解除干旱后，气孔导度恢复较快，而PSII 潜在活性和PSII 光能转换效率的恢复却比较缓慢。在0-15mm的降雨量范围内，随降雨量的增加各项生理指标不断升高，但大于15mm的降雨量对木岩黄芪影响不大，因此木岩黄芪可被视为低耗水型植物。 　　对木岩黄芪光合酶的研究结果表明，其C4光合酶的活性很高，磷酸稀醇式丙酮酸羧化酶(PEPcase)、NAD-苹果酸酶(NAD-ME)、NADP-苹果酸酶(NADP-ME)、NAD-苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)、NADP-苹果酸脱氢酶(NADP-MDH) 和丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)等酶的活性，在整个生育期内为黄柳的5倍以上，但稳定性碳同位素测定结果却表明木岩黄芪为C3植物。因此，我们认为C3豆科植物木岩黄芪体内可能存在着C4光合途径，这种机制使得其对于流动沙丘的胁迫环境有着很强的适应性和很高的资源利用效率。