地理环境因素对天山云杉球果和针叶表型多样性的影响

以天然分布在天山北坡的天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)种群为研究对象,在天山北坡天山云杉生长范围内按一定间隔距离选择不同经度的4个区域,在区域内选择4个具有代表性的天山云杉天然林作为典型种群(吉木萨尔、乌鲁木齐、乌苏、巩留);以各种群天山云杉自然分布的下限至上限为基准,每隔50 m划分为1个海拔段,每个海拔段内随机选取3株直立、健康、叶片颜色基本一致的成年(结球果)天山云杉,每株均从树冠中部的东、西、南、北方向,采集球果20枚、针叶(主枝上2年生枝条)20枚,测定球果性状(球果干质量、球果长、球果宽、果形指数、种鳞长、种鳞宽、种鳞长宽比)、针叶性状(针叶长、针叶宽、叶形指数、叶厚度、叶面积);应用巢式方差分析法、多重比较法、多样性分析法、冗余分析法等方法,分析天山云杉球果和针叶表型分化水平、多样性特征及其与地理环境因素之间的相关性。结果表明:天山云杉球果和针叶表型分化系数均值为43.35%,表型变异的主要来源为种群内。表型性状重复力变幅为0.2007~0.5055、平均重复力0.3692,属于中等重复力水平;表型性状间球果干质量变异系数最大(14.59%),种群间乌苏的变异系数最大(8.964%)。表型性状香农-维纳(Shannon-Wiener)多样性指数均值为2.0347、辛普森(Simpson)多样性指数均值为0.8524,说明天山云杉具有较高的多样性。天山云杉不同种群间,表型分化水平、多样性特征存在一定的差异,海拔是影响天山云杉表型性状的主要影响因素,其次为降水、经度。

天山云杉球果性状变异及其与地理因子关联性

以分布于天山中东部-天山西部沿线的4个天山云杉种群为材料,采用描述性统计、巢式方差分析、多重比较,聚类分析,讨论种群间及种群内球果、种鳞性状差异,分析天山云杉球果、种鳞性状随海拔梯度地理变化规律,运用Pearson相关性分析探究性状与地理、气候因子间的相关性,揭示地理变异规律。结果表明,天山云杉球果7个性状在种群间存在极显著差异(P<0.01),变异丰富,球果干质量的变异系数最大,在群体内变异幅度最高,球果宽的变异系数最小;天山云杉的球果干质量、球果长、球果宽、种鳞长、种鳞宽随海拔上升呈逐渐减小趋势,球果长宽比、种鳞长宽比随海拔梯度无显著变化;球果性状之间呈极显著相关关系,海拔和降水量影响球果大小;聚类分析将4个天然种群分为3类:第1类为天山中部种群和天山中西部种群;第2类为天山中东部种群;第3类为天山西部种群。天山云杉球果性状表型变异丰富,各个性状随海拔梯度存在一定变化规律。

天山云杉叶结构型性状与胸径生长的关系

胸径是森林调查和经营评价的重要因子。研究天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)叶结构型性状随胸径的变化规律,可为天山云杉资源保护和精准管理提供依据。在新疆西天山国家级自然保护区,调查不同胸径天山云杉叶长宽比、叶面积、比叶面积、叶干物质含量和叶体积,探讨叶结构型性状与胸径生长的相关性。结果表明,不同径阶天山云杉叶长宽比、叶面积、比叶面积、叶干物质含量和叶体积均差异显著。除叶长宽比与比叶面积无显著相关性外,叶结构型性状间均呈极显著相关。天山云杉叶结构型性状与胸径均呈极显著相关;其中,叶面积、叶体积和叶干物质含量与胸径均呈线性正相关,叶长宽比与胸径呈线性负相关,比叶面积与胸径呈先升后降的曲线变化。随林木生长,天山云杉通过改变叶结构型性状适应外界环境的变化。