闽南花岗岩堡状峰乌冈栎种群的表型变异

堡状峰是类似城堡外貌而凸出于周围环境之上的特殊山峰,位于中国闽南乌山风景区堡状峰地貌上的乌冈栎(壳斗科)种群的表型发生了变异,其与原类型的显著不同在于叶背具宿存性黄褐色星状毛。为解释这一现象,该研究对堡状峰顶部的乌冈栎种群分布进行调查,包括其中的变异型、原始型、过渡型,以及堡状峰山脚、另一异域的典型原始型种群被研究,基于叶表皮解剖,利用方差分析统计显微性状的差异,结合生态因子,探究变异的原因及演化的可能途径。结果表明:(1)变异型在山顶西侧形成以其为优势种的常绿阔叶灌丛群落,东侧的小片灌丛以原始型为主,后者内部还有少量过渡型。(2)各种群单细胞毛状体基(STB)与复合毛状体基(CTB)在叶上表皮的密度很小甚至小于每平方毫米1个,宏观的表现为无毛。原始型、过渡型、变异型的STB密度均值在叶下表皮递增。变异型种群与原始种群相比,叶下表皮CTB或典型星状毛(Tst)的密度由每平方毫米0.481~1.122个变异至每平方毫米57.2个,宏观表现为形成密毛。气孔长宽比在原始型(1.187~1.205)至变异型(1.258)间递增。(3)方差分析结果显示,变异型叶下表皮STB与CTB密度及气孔长宽比较原始型显著增加(大)(P<0.01),但气孔密度与尺寸在种群间未表现出规律与差异性(P>0.05)。乌山堡状峰顶的土壤贫瘠、水热条件差。综合生境与统计的结果表明,变异型乌冈栎叶背毛状体及气孔长宽比的变异具抵抗干旱或极端气温的功能。由于花粉流未曾间断,因此相比于地理隔离,特殊生境促使乌冈栎发生适应性演化应是该变异产生的主要原因。该研究为亚热带特殊花岗岩地貌促进种群分化和物种形成提供了直接的证据。