中国滨海沼泽湿地芦苇种子功能性状的纬度梯度变异

种子功能性状反映了植物适应环境变化的繁殖对策,这是植物在自然环境选择和遗传上的一种进化行为,对深入认识植物及种子对环境的长期适应性进化意义重大。本研究对中国滨海6个省市9个地区的滨海沼泽湿地(21°29′—40°57′N)主要土著植物芦苇种子功能性状(包括种子大小、重量、结实率和产量)进行研究,分析其纬度变异规律。结果表明:我国滨海湿地芦苇种子各功能性状在不同纬度差异显著,各功能性状间具有显著的相关性。芦苇种子大小(种长、种宽、种形指数、长宽比、种子表面积)和百粒重与纬度呈显著的二次函数关系,随着纬度升高先降后升,而种子结实率呈现先升后降的规律,芦苇种子数量与大小间存在着权衡关系。单位面积种子产量随着纬度升高显著增加。逐步回归分析显示,气候因素是影响不同纬度间芦苇种子功能性状差异的主要因素,土壤孔隙水的pH和盐度次之。

浙闽沪滨海感潮沼泽主要草本植物生物硅含量特征

硅元素是植物生长发育必需的生源元素之一,在湿地生物地球化学循环中起着重要作用。在福建省、浙江省和上海市的18处滨海感潮沼泽中,采集主要的草本植物样品,测定其生物硅含量。研究结果表明,同一种植物的生物硅含量在不同纬度的河口或海湾差异显著,呈线性变化规律;在区域尺度,不同草本植物的生物硅含量差异明显,禾本科(Poaceae)植物芦苇(Phragmites australis)、互花米草(Spartina alterniflora)和莎草科(Cyperaceae)植物短叶茳芏(Cyperus malaccensis)、海三棱藨草(Scirpus mariqueter)、藨草(Scirpus triqueter)的生物硅含量显著高于藜科(Chenopodiaceae)植物南方碱蓬(Suaeda australis),其中芦苇的生物硅含量[(43.3±3.5)mg/g]最高,南方碱蓬的生物硅含量[(5.1±0.6)mg/g]最低;同种植物不同器官的生物硅含量也具有显著差异,互花米草叶片和叶鞘的生物硅含量显著高于茎和穗,芦苇叶鞘的生物硅含量显著高于叶片、茎和穗;互花米草、芦苇、短叶茳芏和南方碱蓬植株的生物硅含量随着纬度增加呈降低趋势,但是与降水量无显著相关性;协方差分析表明,气温是影响不同纬度间滨海感潮沼泽草本植物生物硅含量差异的主要气候因子。

福州市滨海湿地中主要草本植物的种子性状分析

植物种子的性状可以影响种子的扩散能力、幼苗定植和种群分布格局。2020年10月至2021年1月期间,在福州市的罗源湾区、敖江口区、闽江口区、东湖湿地、福清湾区和兴化湾区的湿地中,采集了12种草本植物的种子,原位测定了采样点水体p H和盐度等环境指标;在实验室中,利用超高精细体视显微镜、电子数显卡尺和万分之一天平等仪器和工具,统计和测定了种子的性状指标(包括种子长度、种子宽度、单株种子数量和质量、单位面积种子数量和单位面积产量等)。研究结果表明,田菁(Sesbania cannabina)、夏飘拂草(Fimbristylis aestivalis)、海三棱藨草(Scirpus×mariqueter)、短叶茳芏(Cyperus malaccensis)、叉分蓼(Polygonum divaricatum)、南方碱蓬(Suaeda australis)和互花米草(Spartina alterniflora)的种子的结实率分别为100.0%、83.2%、61.1%、50.8%、41.1%、10.7%和5.5%;夏飘拂草种群、两歧飘拂草(Fimbristylis dichotoma)种群、短叶茳芏种群、叉分蓼种群、南方碱蓬种群、田菁种群、互花米草种群和海三棱藨草种群的单位面积种子数量分别为170 184.0粒/m^(2)、84 457.0粒/m^(2)、36 601.6粒/m^(2)、24 524.2粒/m^(2)、12 580.2粒/m^(2)、5 246.9粒/m^(2)、4 218.3粒/m^(2)和1 623.6粒/m^(2);罗源湾区的单株互花米草的种子数量(28.5粒)、种子质量(135.4 mg)和互花米草种群的单位面积种子数量(5 317.9粒/m^(2))、单位面积种子产量(32.4 g/m^(2))都明显大于闽江口区和东湖湿地;采样点水体pH是单子叶植物(芦苇、狭叶香蒲、互花米草、3种飘拂草属植物、短叶茳芏和海三棱藨草)地上生物量(鲜质量)和植株高度的影响因素;水体的盐度、水体的电导率是单子叶植物盖度的影响因素。采样点水体的盐度、水体的电导率是双子叶植物(南方碱蓬、海滨藜、叉分蓼和田菁)高度、种子的百粒质量、种子长宽比的影响因素。