培养创新能力为目标的生态学学科一体化实践教学体系——以海南大学为例

生态环境建设已成为社会各界关注的焦点,培养合格的生态学创新人才,是推动及保障社会可持续发展的必然要求。作为一门实践性与应用性较强的基础学科,如何将培养学生的实践能力贯穿于教学过程中成为亟待解决的问题。文章从生态学专业课程体系、实践教学体系、科研训练体系三个方面阐述了构建合理、可操作、高效的三位一体教学体系,探讨生态学教学体系改革的实践,从而培养学生的创新能力。

海南岛热带潮间带天然牡蛎礁牡蛎食物来源及其生态效益评估

陆基规模化海水养殖活动对近岸牡蛎(Ostreidae)礁贝床生态系统会产生多方面潜在的影响。本文基于碳氮稳定同位素技术研究了海南岛潮间带牡蛎礁牡蛎的食物来源及牡蛎对近岸陆源养殖尾水有机颗粒物的同化效率。选取儋州海头、昌江昌化、文昌龙楼3个受影响的天然牡蛎礁区(效应区)及昌江海尾未受影响的牡蛎礁区(对照区),对比分析了2022年7月(夏季)和11月(冬季)牡蛎的食物来源组成。结果表明,各站位牡蛎食物来源主要有底栖微藻、浮游植物、沉积物、养殖尾水有机颗粒物和大型海藻碎屑,它们对牡蛎的平均相对贡献率分别为33.8%±16.5%、15.5%±6.9%、24.1±21.7%、13.0%±3.4%、26.6%±16.4%,相对贡献率范围分别为12.9%~61.6%、7.8%~30.8%、0%~76.9%、9.3%~19.2%和0%~45.0%。其中,底栖微藻的最高贡献率出现在11月的龙楼,最低贡献率出现在11月的海尾;7月匍枝马尾藻(Sargassum polycystum)来源有机质对海尾牡蛎的食物贡献率高达45.0%;11月各站位沉积物食物贡献率均高于7月。效应区牡蛎7月的δ^(13)C值分别为–16.48‰、–18.35‰、–17.06‰,11月分别为–15.15‰、–18.05‰、–15.22‰,均低于相应季节的对照区海尾(–15.65‰,–14.48‰)。7月海头与龙楼养殖尾水有机颗粒物对牡蛎的食物贡献率分别为15.3%、12.9%,明显高于11月(9.5%, 9.3%);7月,养殖尾水有机颗粒物对昌化牡蛎的食物来源贡献率为11.8%,低于11月(19.2%)。研究表明,养殖尾水有机颗粒物能有效地被牡蛎同化,是效应区牡蛎食物来源的重要补充。本研究证实天然牡蛎礁可同化去除一定比例的养殖尾水有机颗粒物,发挥其显著的生物修复作用,因此建议在减少陆源养殖尾水排放量的同时,大力保护或修复近岸牡蛎礁,降低邻近海域的营养负荷,保护海洋生态系统。

海南岛红树林生态系统总初级生产力分布格局及形成机制

红树林具有较高的光合速率和较低的光补偿点,表现出较高的总初级生产力(gross primary production,GPP),是“蓝碳”的重要组成。准确估算区域红树林生态系统GPP,并量化其限制因素贡献对于我国实现“双碳”目标具有重要意义。该文以海南岛红树林生态系统为研究对象,利用哨兵-2(Sentinel-2)影像和环境因子数据,基于红树植被光合作用-光能利用效率(MVP-LUE)模型估算了2016—2020年期间海南岛红树林生态系统GPP,并探究其时空分布格局及形成机制。结果表明:(1)在研究期间,海南岛红树林生态系统年GPP呈现出增长趋势,在空间上呈现出东部高于西部、北部高于南部的分布格局。(2)在形成机制上,海南岛红树林生态系统月均GPP时空分布格局受到多气象因素的综合影响,年内季节性上GPP在“旱→雨”过渡期随着空气温度(air temperature,T air)的限制降低和光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR)与海水温度的促进作用,展现出较高的GPP;旱季中期T air低,对GPP限制严重,但随着纬度的降低,红树林生态系统GPP受T air限制的程度被减弱;雨季则因较高的云覆盖而使PAR成为GPP的限制因素。该研究结果为评估区域红树林对全球碳循环的贡献提供了基础数据,为揭示影响红树林生态系统碳动态的关键环境因素提供了理论支撑。

短期降水减少对海南橡胶林土壤有机碳矿化及有机碳组分的影响

为了探究短期降水减少对不同土层有机碳矿化速率及其碳组分变化的影响,以海南典型人工林类型橡胶林土壤为研究对象,通过搭建野外隔离穿透雨控制平台,并结合室内恒温培养实验,测定了不同降水条件下土壤有机碳矿化速率及有机碳组分等参数。结果表明:短期降水减少导致0~10 cm土层中SOC累积矿化量、矿化率及微生物代谢熵(qCO_(2))显著降低;土壤易氧化有机碳(EOC)、微生物生物量碳(MBC)及惰性有机碳(NEOC)的含量均随土壤含水量的降低而降低,但仅对0~10 cm土层的EOC影响显著;相关分析表明,土壤SOC累积矿化量及SOC矿化率均与土壤碳氮含量(SOC、TN)、各碳组分含量(EOC、MBC、NEOC)、qCO_(2)呈显著正相关。总之,短期降水减少会抑制橡胶林土壤SOC的矿化,这一变化可能与不同水分条件下土壤基质供应的有效性及微生物代谢的变化有密切关系。

海南岛东北和西北部自然红树林群落特征比较

为进一步明确海南岛东北和西北部自然红树林群落特征的差异,采用实地调查的方式对两地自然红树林进行调查研究,结果表明:(1)物种组成方面,东北部较西北部更为丰富,东北部记录到自然红树植物15科24种,其中真红树10科18种,半红树5科6种;西北部记录到红树植物12科16种,包括真红树7科11种,半红树5科5种.(2)群落类型方面,东北部自然红树林群落类型较西北部更为丰富,东北部调查到16种自然红树林群落类型,西北部仅8种.(3)优势种方面,东北部以木榄(Bruguiera gymnoihiza)、海莲(Bruguiera sexangula)和红海榄(Rhizophora stylosa)等乔木或小乔木为主;西北部则以红海榄、白骨壤(Avicennia marina)和桐花树(Aegiceras corniculatum)为主,多为灌木.(4)物种多样性方面,东北部物种多样性较西北部更高.东北部红树林各物种多样性指数范围为:物种丰富度指数R(17~24)、香浓维纳指数H(1.33~1.42)、辛普森指数D(0.66~0.71)、物种均匀度指数E(0.79~0.87);西北部为:R(8~16)、H(0.31~1.07)、D(0.19~0.57)、E(0.34~0.80).总之,海南岛东北部自然红树林优势种以乔木为主,西北部以灌木为主,东北部红树林的植物组成、群落类型和物种多样性均较西北部丰富.研究结果可为海南红树林资源的保护与发展提供科学参考.

海南热带雨林国家公园高速公路穿越段景观动态与生态风险评估

海南热带雨林国家公园被中线高速公路自东北-西南方向穿越,改变了局域景观分布格局,影响到生态系统完整性与原真性,可能存在潜在的生态风险。选取海南热带雨林国家公园高速公路穿越段两侧3 km作为研究区域,运用GIS技术、Fragstats和景观生态学理论定量评价2013年(高速公路未建)、2016年(高速公路在建)和2019年(高速公路竣工)三年的景观要素变化,解析景观变化趋势和可能带来的潜在生态风险。结果表明,2016年高速公路建成面积(含动土区域)为325.51 hm^(2),林地面积略有减少,但林地斑块密度增加;耕地面积虽略有增加,但耕地最大斑块指数下降,耕地景观优势度降低。2019年高速公路建成竣工后,由于路旁绿化,高速公路占地面积有所下降,林地面积和林地斑块密度增加,但林地和耕地斑块的内聚力指数下降,自然连通度略降低,破碎化程度加剧;高速公路穿越段中等生态风险区和较高生态风险区面积逐年增加。但隧道和高架桥路段在一定程度上维持了道路两侧的植被连通性,对局域生态系统没有明显影响。高速公路造成的生境隔离与破碎化可能累积产生远期的负面生态学效应。海南热带雨林国家公园高速公路穿越段位于生态敏感的水源涵养区,建议增设隧道式高架林地提升生境连通性和生态系统完整性、增加人工湿地汇聚和净化道路径流、设立长期生态监测样地对关键节点生态过程与生态系统功能特别是水源涵养与水质净化功能等开展监测与生态恢复。

基于生态产品价值的流域生态补偿标准核算研究——以海南省南渡江为例

[目的]探索流域生态补偿标准在生态产品价值实现路径中的可操作性,为流域生态环境建设提供理论支撑。[方法]以海南省南渡江流域为研究区,基于生态损害赔偿、生态保护补偿理念,将其与InVEST模型和ArcGIS相结合,评估南渡江流域内主要生态系统服务,从生态系统服务变化的角度计算生态补偿标准。[结果]①2015—2020年,南渡江流域内生态系统服务具有明显的空间异质性,中上游地区水源涵养服务、土壤保持服务和水质净化服务能力较强,流域下游地区较低。②2015—2020年,流域内水源涵养价值在205.39~260.76亿元之间;土壤保持价值在19.11~20.39亿元之间;水质净化价值在2782.30~3233.92万元之间。水源涵养变化量价值在11.50~27.32亿元之间;土壤保持变化量价值在1137.16~10365.34万元之间;水质净化变化量价值在7.99~400.59万元之间。③根据3种服务功能价值量计算,南渡江流域2016—2020年生态补偿标准为90.62亿元,年生态补偿标准在11.82~28.36亿元之间。[结论]2015—2020年,南渡江流域生态系统服务价值在224.81~281.48亿元之间,流域2016—2020年生态补偿标准在11.82~28.36亿元之间。该流域中上游是提供综合生态系统服务的核心区域。

海南橡胶林生态系统净碳交换物候特征

橡胶林是我国热区重要的森林生态系统,在区域碳循环中扮演着重要角色,其碳汇功能不能忽视。本研究中将海南儋州橡胶林作为研究对象,采用位于中国热带农业科学院试验农场三队的50 m微气象观测系统观测的2018—2020年数据,分析橡胶林净生态系统交换量(NEE)、生态系统呼吸(Re)和总生态系统光合生产力(GPP)的物候变化特征,并结合物候模型分析影响因子。结果表明:(1)橡胶林生态系统扮演着碳汇的角色且具有明显日变化特征,呈现“U”型,NEE白天为负值,夜间为正值,11:00—13:00达到峰值;(2)以年度为单位时,会发现明显的趋同物候变化。在橡胶的生长季(3—11月)时,Re及GPP明显大于非生长季,NEE(负值)小于非生长季,均呈现单峰,在8—9月的橡胶生长旺盛期均达到峰值;(3)橡胶林生态系统物候特征显示,在第Ⅱ期生产力上升,在第Ⅲ期达到顶峰,第Ⅳ期开始下降,第Ⅴ至翌年Ⅰ期落叶盛期生产力持续降低;(4)橡胶林生态系统生长季较长,NEE与Re均在生长季达到最大值,雨热同期导致橡胶树在第一、二蓬叶抽发时期,净生态系统碳交换增加迅速;(5)不同物候时期NEE与环境因子关系不同,海南儋州橡胶林的环境因子影响物候,物候影响NEE的变化。研究物候与生态系统碳交换的关系,同时结合环境因子综合讨论,可为后续橡胶林碳循环及对气候变化的响应研究提供理论支持,为橡胶林生态系统评价和经济社会可持续发展规划提供更多的依据和参考。

海南东部海水养殖区抗生素残留的生态风险评估

为揭示海南东部(万宁和陵水)海水养殖区中抗生素的污染情况,笔者利用LC-MS/MS对海水中磺胺类、四环素类、氯霉素类和喹诺酮类等4类40种抗生素进行检测。结果表明,13个采样点的抗生素残留质量浓度为10.28~156.63 ng∙L^(-1),检出喹诺酮类抗生素2种、四环素类抗生素3种、氯霉素类抗生素1种,磺胺类抗生素未检出。在检出的6种抗生素中,土霉素在采样区海水中含量最高(16.20 ng∙L^(-1)),其次是四环素(5.39 ng∙L^(-1))、强力霉素(4.10 ng∙L^(-1))、甲砜霉素(1.84 ng∙L^(-1))和环丙沙星(0.18 ng∙L^(-1)),最低的是丹诺沙星的含量(0.13 ng∙L^(-1))。陵水海水养殖区检出的6种抗生素平均残留浓度高于万宁海水养殖区,相同区域抗生素残留浓度具有相似性。采用风险商值法对水体残留抗生素进行风险评估,结果表明,海南万宁和陵水海水养殖采样区环境中残留抗生素具有一定生态风险,尤其是陵水新村渔港水体中土霉素对相应敏感物种具有中等风险,影响藻类等浮游植物的生长。

海南岛1988—2018年畜禽粪尿氮磷负荷量及环境效应

【目的】揭示海南畜禽养殖业发展过程中粪尿氮磷养分流动情况及其对环境的影响,为区域农业发展规划和畜禽养殖结构调整提供参考。【方法】基于统计资料和文献数据,定量估算1988—2018年海南岛畜禽粪尿养分产生量、单位耕地面积养分承载量,并利用畜禽粪尿耕地负荷预警值和环境风险指数深入分析其对环境的影响,当畜禽粪尿耕地负荷预警值<0.4时,可认为对环境无威胁,而当环境风险指数在1.00以下时,对环境的风险可忽略,在安全数值以上即会对环境产生不同程度的影响。【结果】1988—2018年间,海南岛畜禽粪尿产生量变化经历了3个阶段,1988—2005年整体上升,2006—2008年下降较多,此后缓慢发展并趋于稳定,到2018年畜禽粪尿产生量为10.50×10^6 t,就养分产生量来看,粪尿氮磷年际间变化趋势相似,2005年产生量最多,2006年出现较大幅度下降,到2018年粪尿氮产生量为7.41×10^4 t,粪尿磷产生量为1.01×10^4 t。单位耕地面积氮磷负荷量也经历了先增加后稳定的过程,到2018年耕地氮负荷168.80 kg·hm^-2,耕地磷负荷为23.05 kg·hm^-2。2018年区域间差异较大,东部和北部地区单位耕地面积氮磷负荷量较高,西部和中部地区偏低,其中氮和磷负荷最高的是定安(分别为288.50和40.35 kg·hm^-2),最低的是东方(分别为61.66和8.83 kg·hm-2)。就环境效应来看,1988—2018年海南岛畜禽粪尿耕地负荷预警值始终处于较高水平,大多数年份在1.0—1.5,分级标准中达到Ⅳ级,对环境有较严重的威胁。2018年,定安和澄迈等地预警值分别为2.66和4.59,预警分级达Ⅵ级,对环境有很严重的威胁,仅东方处于安全水平,数值为0.36,为Ⅰ级。就环境风险评价结果来看,海南岛耕地上畜禽粪污环境风险较高,近年随着养殖总量的控制有所降低,2018年环境风险指数下降到1.99(以氮计)和1.32(以磷计)。在区域水平上,就氮素的环境污染风险,2018年定安环境风险指数最高,为3.39,东方最低,为0.73;对于磷素的环境污染风险,东方环境风险指数最低,为0.50,可认为磷素对环境潜在威胁较低,对环境有严重影响的是定安,风险值高达2.31。总的来说,畜禽粪尿耕地负荷预警值和环境风险指数均表明海南岛畜禽粪污潜在环境风险大,从空间分布看,定安、万宁等东部市(县)环境风险要高于临高、东方等西部地区,并且大多数市(县)对环境均有较高程度的威胁。【结论】受养殖规模和耕地面积影响,海南岛单位耕地面积氮负荷较高,区域潜在环境风险不容忽视。因此,未来海南岛畜禽养殖发展规划更应着眼于污染物的控制以及区域优化布局和管理上,并通过减少畜禽粪尿环境排放和循环利用模式以实现海南岛畜禽粪污的资源化利用和绿色发展。

海南鹦哥岭附生兰物种组成、分布及与生态因子的关系

为了研究附生兰的物种组成、分布及与生态因子的关系,对海南热带雨林国家公园中的鹦哥岭地区的附生兰进行了调查,采用CCA探索了环境因子对物种组成的影响,计算了各环境因子对物种组成的总效应和净效应,并分析了附生兰物种丰富度和多度在不同环境梯度的变化情况。结果表明:(1)所选9个环境因子共解释了物种组成变异的7.8%,其净效应由大到小依次为植被类型、树皮类型、年平均气温、每月最高气温与最低气温的差值平均值、最干月降雨量、海拔、郁闭度、坡向、坡度,仅坡度的净效应未达到显著。(2)随海拔升高,附生兰物种丰富度呈现出先上升后下降的趋势,中低海拔段(700~900 m)物种最丰富,附生兰多度呈现出递增的趋势;缓坡地段,附生兰物种丰富度与多度均较高,阳坡和半阳坡的附生兰物种丰富度与多度较阴坡与半阴坡少;粗糙的树皮更易着生附生兰,覆盖物为树皮上的附生兰提供了良好的生长环境;多数附生兰倾向于生长在弱光环境中;低地雨林中附生兰物种最丰富,热带针叶林中的附生兰具较高的优势度;附生兰倾向于分布在较低的气温、每月最高气温与最低气温差值在(7.8~7.85)℃之间的生境中;在降雨量较多的环境中,附生兰物种丰富度和多度较高。

基于InVEST与MaxEnt模型的海南岛红树林生态系统碳储量增量预估

为了解决在海南岛哪儿种红树、如何种红树能增汇的问题,基于生物气候、水文、地质及土地利用等数据,在最大熵(MaxEnt)模型评估所得的海南岛红树林生长适宜区基础上,预测红树林潜在扩种区域范围;结合潜在扩种范围和不同区域红树林生态系统碳密度调查数据,利用InVEST模型对海南岛红树林生态系统碳储量增量进行预估。结果表明:(1)MaxEnt模型与InVEST模型结合能够良好地预估红树林碳储量,其中红树林潜在分布区的预测达到高信度(AUC>0.96);(2)海南岛红树林生态系统现状碳储量约为1.24 Tg,其中土壤碳约0.84 Tg,总碳密度为217.01 t·hm^(−2),土壤碳密度为147.43 t·hm^(−2)。以历史上海南岛最大的红树林分布面积12506 hm^(2)作为潜在扩种范围控制线,理论上海南岛红树林生态系统在扩种上限情景下能够为碳中和目标的实现贡献碳储量增量约1.25 Tg,而在扩种下限情景即仅保证完成《红树林保护修复专项行动计划(2020—2025)》扩种2000 hm^(2)红树林的基本任务情景下,可实现约0.38 Tg碳储量增量。

桉树林和马占相思林的林下植物多样性及其与环境因子的关系

2021年因海南热带雨林国家公园的建立,园内部分人工林停止经营并进入次生自然演替状态,使其林下植物较往年更为丰富,亟待研究.通过研究该区域林下植物组成、性状构成以及植物群落特征与环境因子的关系,在马占相思林设置了60个10 m×10 m的样方,桉树林设置了53个10 m×10 m的样方,详细记录了林下植物的信息,同时采用典范分析分析了桉树林与马占相思林林下植物群落的分布格局及其与环境因子的关系.主要结果如下:(1)马占相思林下维管束植物共计109科312属530种,桉树林林下维管束植物共计96科302属445种;(2)通过对研究区域的植物群落与环境因子进行典范分析(CCA),解释率达58%,能够较好地反映林下植物群落与环境因子的关系,其中年降水量、年平均气温、海拔、平均气温日较差、郁闭度对林下植物群落的影响显著(P<0.05);(3)林下植物多样性受多种环境因素相互作用的影响,海拔和郁闭度是影响热带雨林人工林林下植物群落特征最显著的生境因子,雨林的高湿高温环境对林下植物多样性有负面影响.这一研究结果深化了对马占相思和桉树林林下植物群落的了解,同时为该区域生态系统功能和生物多样性保护提供了科学基础.

海南紫荆木群落物种组成及种间联结性

【目的】探究海南紫荆木(Madhuca hainanensis)所在群落物种组成与种间联结性,为海南紫荆木及其所在群落植物物种保护和利用提供科学依据。【方法】以海南热带雨林国家公园尖峰岭片区海南紫荆木群落为研究对象开展典型样地调查,记录乔木层植物种名、胸径、高度、冠幅,灌木层内植物种名、胸(基)径、高度和盖度等信息;在分析其群落植物物种组成基础上,采用方差比率法、χ2检验和Spearman秩相关检验等方法,分析其种间联结性及群落结构稳定性。【结果】在调查的0.92 ha样地内,海南紫荆木群落共有木本植物7818株,隶属于60科164属324种,包含国家重点保护野生植物16种,国家一级保护野生植物1种,国家二级保护野生植物15种,群落优势科为壳斗科(Fagaceae)、樟科(Lauraceae)、山茶科(Theaceae)、山矾科(Symplocaceae)和桃金娘科(Myrtaceae),优势种不明显;海南紫荆木共252株,在海拔261~1007 m均有分布,常生于光照充足、相对干旱的中上坡位及山脊;各林层重要值排名前20的物种中,主要物种876株,占乔木层总株数46.55%;乔木层海南紫荆木重要值最高(41.43%);灌木层白颜树(Gironniera subaequalis)重要值最高(34.65%),软荚红豆(Ormosia semicastrata)的更新数量最高(237株),海南紫荆木重要值排第8位。乔木层主要物种组成的共190个种对中,正联结有111个,占比58.42%;海南紫荆木与木荷(Schima superba)和竹叶青冈(Quercus neglecta)显著正相关(P<0.05,下同),与山油柑(Acronychia pedunculata)显著负相关。灌木层主要物种组成的共190个种对中,正联结有184个,占比96.84%;海南紫荆木与罗伞树(Ardisia quinquegona)显著正相关,与尖萼茜树(Aidia oxyodonta)显著负相关。【结论】海南热带雨林国家公园尖峰岭片区海南紫荆木所在群落乔木层和灌木层群落结构相对稳定,群落内植物种类丰富且国家重点保护野生植物分布集中。

宿主身份与叶性状对海南热带山地雨林樟科和壳斗科植物叶内生真菌群落的影响

为了揭示植物身份与叶性状在叶内生真菌群落构建中的作用,笔者使用Illumina Miseq测序平台检测海南尖峰岭热带山地雨林中优势植物叶内生真菌群落的物种组成,并探讨宿主身份和叶性状对叶内生真菌群落物种组成的影响。本研究共检测到来自8种樟科和7种壳斗科植物的叶内共生真菌的1539567条真菌的ITS2序列,并将它们划分为5471个真菌分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs),隶属于8个门、30个纲、108个目、281个科、892个属。其中,子囊菌是叶内生真菌的最大类群,占所测真菌序列数的94.5%。单株樟科植物叶内生真菌物种数805±32OTUs显著高于壳斗科植物554±41 OTUs。相比之下,Shannon-Wiener、Simpson多样性指数在两科植物的叶内生真菌间均无显著差异。偏冗余分析(partial redundancy analysis)结果表明,宿主科、属、种身份对叶内生真菌群落组成有显著的影响。去除植物性状的效应后,宿主科、属、种身份能够独立解释叶内生真菌群落物种组成的变异量分别达到2.9%、15.7%、33.7%。去除宿主植物身份的影响后,叶性状在总体上能够解释叶内生真菌群落物种组成的变异量达到21.3%(P=0.003),其中,叶钙含量、比叶面积、叶氮含量和叶钾含量对叶内生真菌群落物种组成有显著影响。上述结果表明,宿主身份和叶性状是热带山地雨林叶内生真菌群落构建的重要驱动因子。

海南省国家重点保护野生植物分布特征及所依托植被类型研究

为揭示海南省国家重点保护野生植物的分布状况及生境特征,该文基于2021版《国家重点保护野生植物名录》,通过数据整理和野外调查等方法,对海南省国家重点保护野生植物的分布特征及所依托植被类型开展研究。结果表明:(1)海南省分布的国家重点保护野生植物共53科83属173种,在全国各省(区、市)中物种数位列第五,物种密度排在首位(基于当前公布的国家重点保护野生植物数据)。(2)海南省19个市(县)行政区均有国家重点保护野生植物分布,中部及南部市(县)分布的物种数远大于北部市(县),其中物种丰富度最大的为昌江黎族自治县(75种),物种密度最高的为陵水黎族自治县(0.6045 ind.·km^(-2));海南省国家重点保护野生植物的物种数在海拔(altitude,Alt)范围为0~1867 m的9个区间(梯度值200 m)内均有分布,并随着海拔的升高呈微降-骤升-缓降的趋势,物种数最多的海拔区间为800 m≤Alt<1000 m及1000 m≤Alt<1200 m,均有81种,最少的海拔区间为1600 m≤Alt<1867 m,仅9种。(3)海南省国家重点保护野生植物生境复杂,共依托于11种植被类型,物种丰富度最高的为低地雨林(114种),其次是山地雨林(105种),最低的是半红树林(1种);物种受干扰程度最大的植被类型是淡水湿生草丛,其次是低地雨林,最小的是山地云雾林。该研究结果为海南省国家重点保护野生植物的保护和利用提供了科学参考。

海南省分布的国家重点保护野生植物组成及区系特征

以2021年《国家重点保护野生植物名录》及相关资料为基础,结合野外实地调查,整合得出《海南省国家重点保护野生植物名录》,并分析其组成及区系特征。结果表明:(1)在国家重点保护野生植物中,原有的葫芦苏铁(Cycas changjiangensis)、海南苏铁(C.hainanensis)、念珠苏铁(C.lingshuigensis)、台湾苏铁(C.taiwaniana)归并入闽粤苏铁(C.taiwaniana);相比1999年《国家重点保护野生植物名录》,原有的半枫荷(Semiliquidambar cathayensis)和线苞两型豆(Amphicarpaea linearis)被解除保护级别,伯乐树(Bretschneidera sinensis)从一级保护降级为二级保护,新增127种国家重点保护野生植物,加上原有的,共173种(含变种),隶属53科83属,其中国家一级保护野生植物8种,国家二级保护野生植物165种,海南省特有种32种,分属于4个类群,其中被子植物种类最丰富,有129种。(2)依据多年的野外调查信息和本次调查结果,龙尾苏铁(Cycas rumphii)、三亚苏铁(C.shanyagensis)、中华桫椤(Alsophila costularis)、紫纹兜兰(Paphiopedilum purpuratum)一直尚未调查到。(3)173种保护植物的生活型共有5种类型,以高位芽植物为主(115种),其次是地面芽植物(34种)和地下芽植物(22种),地上芽及垫型植物均为最少(1种)。(4)在科水平上,兰科(Orchidaceae)种类最多,含47种(27.17%);在属水平上,石斛属(Dendrobium)种类最多,含21种(12.14%)。(5)区系成分复杂,具有明显的热带性质,科以泛热带及其变型分布为主;属以热带亚洲及其变型分布为主。综上所述,海南省国家重点保护野生植物热带性质及特有现象明显,新增保护种较多,因此应持续开展本底调查和动态监测,加强执法力度,减少人为因素对生境的干扰和破坏,针对性地采取就地和迁地保护措施以加强保护管理。

富营养化水体水淹和水淹后干旱对降香黄檀生理生态的影响

为探究富营养化水体水淹及水淹后干旱对陆生木本植物耐淹和耐旱性的影响,以1 a生降香黄檀(Dalbergia odorifera)为对象,第1阶段设置对照(CK)、养分(H)、水淹(W)和富营养化水淹(WH)处理,第2阶段设置对照-干旱(CKD)、养分-干旱(HD)、水淹-干旱(WD)和富营养化水淹-干旱(WHD)处理,研究不同水分和养分处理对降香黄檀幼苗生长和生理的影响。结果表明,降香黄檀幼苗在所有处理下均有较高的存活率;W和WH处理降低了幼苗的茎高增量、总生物量、净光合速率、气孔导度、总叶绿素含量和叶片水势,但增加了幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白和H_(2)O_(2)含量,且这种变化在W组中更明显。与第1阶段相比,CKD和HD组幼苗的生物量增长量显著降低,而WD和WHD组呈现相反趋势。其次,与CKD和HD处理相比,WD和WHD处理增加了幼苗的净光合速率,降低了幼苗的SOD活性和H_(2)O_(2)含量,且WHD组幼苗具有比WD组更高的生物量增长量、总叶绿素含量、POD活性以及更低的类胡萝卜素含量。这表明养分供给在一定程度上能缓解水淹对幼苗生长的消极影响,前期水淹尤其是富营养化水淹有利于幼苗在后期干旱条件下的生物量积累。

海南热带雨林不同林分凋落物储量及其持水特性

以海南热带雨林地区3种典型林分——橡胶林、原始林和次生林为研究对象,通过测定其凋落物储量、持水量、持水率及凋落物吸水速率,探究热带雨林不同林分凋落物储量及持水特性。结果表明:1)原始林的凋落物储量(2.791 t/hm^(2))最大,显著高于次生林(2.077 t/hm^(2))和橡胶林(1.660 t/hm^(2),P<0.05)。2)对于凋落物持水量和持水率,原始林和次生林均随着浸水时间的变化而增大,原始林的凋落物持水量和持水率高于次生林,随后趋于相对平稳,而橡胶林凋落物持水量和持水率随着浸水时间无明显趋势。整体而言,各林分凋落物吸水速率与浸水时间之间的关系呈较好的幂函数关系。3种林型最大持水量表现为:原始林(8.041 t/hm^(2))>次生林(6.251 t/hm^(2))>橡胶林(4.896 t/hm^(2));3)对于吸水速率和失水速率而言,失水率表现为:橡胶林>次生林>原始林;最大失水量表现为原始林(5.225 t/hm^(2))>次生林(4.626 t/hm^(2))>橡胶林(4.079 t/hm^(2)),而最大失水率表现为:橡胶林(246.319%)>次生林(222.649%)>原始林(189.748%);4)因原始林凋落物储量最大,其最大拦蓄量和有效拦蓄量均表现为原始林>次生林>橡胶林;最大拦蓄率和有效拦蓄率均表现为原始林≈橡胶林>次生林。综上,不同林分凋落物储量和持水性存在显著差异,原始林凋落物相比于其他2种林分具有较高凋落物储量和凋落物持水量以及较低的失去率,表明热带原始林凋落物的累积对于调节森林水量和减弱地表径流的发生具有重要作用。

水淹-盐胁迫对两耐淹树种生理生态及Na^(+)、K^(+)和Cl^(-)离子积累的影响

滨海河口河岸带植物易受到水淹和盐复合胁迫的影响。前期研究表明水翁(Syzygium nervosum A.Cunn.ex DC.)和乌墨(Syzygium cumini(L.)Skeels)具有较强的耐水淹能力,然而两种植物对水淹-盐复合胁迫的耐受性尚不清楚。本研究设置水淹、盐(350 mmol/L)及水淹-盐(175 mmol/L)复合胁迫3种胁迫处理,比较两物种对不同胁迫的生长、生理生化和盐胁迫相关离子积累的响应。结果显示,经过24 d处理,3种胁迫处理均低了两物种的生物量,提高了还原型谷胱甘肽(GSH)含量、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性。水淹胁迫下两物种的超氧阴离子(O_(2)^(·-))和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量下降,根系K^(+)含量上升,K^(+)/Na^(+)下降;盐胁迫下乌墨幼苗O_(2)^(·-)含量下降,水翁幼苗O_(2)^(·-)含量上升,两物种幼苗的脯氨酸含量、H_(2)O_(2)含量、Na^(+)、Cl^(-)含量上升,K^(+)/Na^(+)下降;水淹-盐复合胁迫下两物种的O_(2)^(·-)、Na^(+)、Cl^(-)含量上升,K^(+)/Na^(+)下降。此外,与水淹相比,水淹-盐复合胁迫降低了两物种的生物量,提升了两物种的O_(2)^(·-)、Na^(+)、Cl^(-)含量。与水翁相比,乌墨幼苗在盐、水淹-盐复合胁迫下有较高的生物量、脯氨酸含量、GR活性和K^(+)/Na^(+),以及较低的H_(2)O_(2)、Na^(+)和Cl^(-)含量,具有更强的盐、水淹-盐复合胁迫耐受能力。