作者:王晨绯 来源:中国科学报 发布时间:2014/12/15 9:17:26
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中科院新疆生地所:守护中亚脆弱之境
——记干旱区实验室团队

 

越过高山、荒漠与绿洲,中科院新疆生地所干旱区生物地理与生物资源重点实验室的科学家们将自己的足迹留在了中亚干旱区的每一块样地上。

■本报记者 王晨绯

中科院新疆生地所干旱区实验室团队

在占地球陆地总面积三分之一干旱区绵延的陆地线上,高山、冰川、荒漠、盐湖等极端的生态环境随处可见,这里极度干旱、高盐碱、高寒、强辐射,而正是在这种特殊条件的胁迫下,也孕育出了丰富的生物资源。

越过高山、荒漠与绿洲,中科院新疆生地所干旱区生物地理与生物资源重点实验室的科学家们将自己的足迹留在了中亚干旱区的每一块样地上。

横跨中亚干旱区

“因为这里生物资源不仅丰富,还是脆弱的。”实验室主任张元明告诉《中国科学报》记者,由于全球环境的日益恶化,干旱区生物多样性面临急剧丧失的严峻现实。

这里的科学家向记者介绍说,在脆弱的干旱区,由于人类对生物资源的过度开采、捕猎以及大型工程的扰动,重要野生生物资源已经受到了严重破坏,许多种类濒于甚至已然灭绝。

而中亚干旱区处于欧亚大陆腹地,是世界重要的干旱区之一,占世界干旱、半干旱区面积的34%,居各大洲之首。“这里的生物区系既古老又独特,具有世界干旱区最为丰富的种质与基因资源,是世界干旱区生物多样性的关键区域。”张元明说。

“中亚干旱环境和生物对全球变化的响应和影响已经成为重大生物学和地学前沿问题,是国际学术界研究全球变化的热点。该区域在地质、地貌、生物资源、生态系统等方面具有得天独厚的地缘优势和极高的科学研究价值,是开展干旱区资源与环境研究的天然实验场。”张元明这样解释他和他的同事们十几年如一日的守护和研究这片脆弱的土地的原因。

很多年前,来自北京的张元明曾经有机会去上海作研究,但他到底还是选择了留在新疆工作。

他的同事、实验室研究员管开云来自云南,同样是为干旱区特殊的生态环境所吸引,从中国西南的温暖湿润之地跑到了西北大漠上。

无人区里结出的科研成果

他们早已记不清在吐鲁番盆地、木垒荒漠、巴音布鲁克草原和策勒沙漠中跑了多少个来回,因为实验室的大部分研究以吐鲁番沙漠植物园、木垒荒漠野生动物研究站、巴音布鲁克草原研究站、策勒沙漠研究站和干旱区生物标本馆作为支撑平台。

经过5年的不懈努力,他们为干旱区生物资源的可持续发展、生态环境保护以及学科建设和人才培养作出了突出的贡献。他们承担科研任务128项,取得了一批对学术创新具有显著贡献、对国民经济发展有重要推动的科研成果。

研究员张明理的主要研究方向在中亚植物地理分布格局、起源与演化方面。他带领研究组应用分子系统学地理学与谱系地理手段,基于DNA序列证据,在历史植物地理方面,重建了三纪中新世以来西北干旱区植物区系中的特征、重要属类群的系统发育树和分子测年体系,重点分析了荒漠植物自第三纪中新世以来分化时间、过程和进化历史;在生态植物地理方面,对某些植被中的建群种、优势种进行了遗传标记,研究了这些种和种群的遗传变异、谱系地理结构,探讨了植物对生态因子如降水、温度、土壤等的适应性以及对第四纪气候变化的响应等。

“我们与中亚国家联合建立了‘中亚生态系统研究样带’,阐明区域生物多样性区系格局,首次构建了‘中亚生物多样性数据库’,并实现了数据共享,这为区域生物多样性保育与可持续管理提供了重要数据支撑。”张元明告诉记者,他的研究组在中亚区域生物多样性现代格局及其特殊生态过程方面也开展了一系列的研究。

保护脆弱生物资源

中亚干旱区有许多特殊生物种质资源,在其保育研究方面,研究员管开云、潘伯荣、尹林克等开展了中亚及温带荒漠区系特殊植物种质资源收集保存与适应性研究,建立了我国荒漠植物生物学和迁地保育关键技术信息管理共享平台。

针对濒危野生动物保护,研究员杨维康等人针对中亚重要珍稀濒危野生动物类群在环境胁迫下的行为调节、食物竞争与生境适宜性开展了研究。

杨维康常常带领研究团队深入无人区,在木垒荒漠野生动物站,往往一待就是数周,进行动物的观测与记录。他们评价了野生动物的生存现状,阐明濒危机制,并提出相应的保护对策。2013年,杨维康撰写了有关煤炭开发对干旱荒漠生态系统和野生动物危害的信息,得到了中央领导的重视,并作了相关批示。

“干旱区经过长期自然选择,具备稳定的特殊机能和遗传基因,成为特殊基因类型的源泉,对于工业、农业、医药、军事等领域具有重要的战略意义。”研究员张道远告诉记者。她和同事王玉成研究员等人在干旱区特殊基因资源深度挖掘与抗逆性种质创制研究方面,建立了3种极端抗逆植物的组织培养及遗传转化体系及技术;构建了上述植物的转录组、表达谱和蛋白谱,极大丰富了抗逆本土基因资源基因组学信息;并在此基础上开展了抗逆信号传导与表达调控网络、基因遗传转化及转基因棉花新种质创制工作。

干旱荒漠区气候和环境条件恶劣,生态系统物种组成简单,极易受到全球气候变化和人类活动的干扰而发生恶变。在这方面,研究员潘响亮利用干旱荒漠区特有的生物资源,因地制宜地开展受损生态系统的生物修复,主要包括污染修复和地表稳定性修复两方面,也取得了很好的效果。

《中国科学报》 (2014-12-15 第7版 学人)
 
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