片断化生境中濒危植物黄梅秤锤树的开花生物学、繁育系统与生殖成功的因素

研究处于片断化生境中濒危植物的繁育系统、传粉过程及生殖成功状况,可为评估物种的受胁迫程度及制订相应的保护和管理策略提供重要依据。通过野外观察和人工授粉实验等方法,对片断化生境中濒危植物黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)的开花生物学和繁育系统进行了初步研究,并探讨了影响其生殖成功的因素。黄梅秤锤树的总状花序上通常有两性花2～6朵,单花花期约5～7d,单花花药不同步开裂使整朵花花粉活力持续时间延长。虽然花开放过程中柱头始终高于花药,在单花水平上可在一定程度上避免同花自交的发生,但由于花粉活力和柱头可授期之间有一定的重叠期,在自然情况下,由于外界媒介动物和风媒的作用,不可避免地会产生同株同花和同株异花传粉。实验结果表明,该种不存在无融合生殖现象,繁育类型以异交为主,部分自交亲和且需要传粉者。主要的传粉昆虫为黑带食蚜蝇(Epistrophe balteata)、中华蜜蜂(Apis cerana)和中华回条蜂(Habropoda sinensis)。黄梅秤锤树自然状态下的结实率较低(10.33%),平均每果种子数较少(0.387个),这主要与传粉昆虫少、花粉传递效率低,以及柱头上自花及同株异花花粉的落置和自交亲和性低有关。但是单株较大的开花量保证了一定的果实和种子产量,使居群能自然更新。部分自交亲和性可能为该物种适应生境片断化提供了一定的生殖保障及进化潜力。对该残存居群的保护,应着眼于加强对传粉昆虫赖以生存的自然生态系统的恢复。

濒危植物黄梅秤锤树野生与迁地保护种群的果实性状比较

黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis J.W.Ge&X.H.Yao)是我国120个极小种群野生植物之一。本研究运用独立样本t检验和贝叶斯方差分析比较黄梅秤锤树仅存的1个迁地保护种群和1个野生种群的环境条件、果实形态性状和果实元素含量。结果显示,迁地保护种群和野生种群同处于亚热带地区,年均温和年降水量基本一致。迁地保护种群的果实长度、宽度和长宽比均显著大于野生种群;2个种群在果实重量上呈现相同的趋势,但差异不显著。迁地保护种群在果实形态性状方面,种内变异程度不低于野生种群;土壤和果实中绝大多数元素(Ni元素除外)的含量在2个种群间的变化规律不一致。研究结果表明该物种的迁地保护基本成功,但存在迁地保护种群较小的问题。

湖北省珍稀濒危植物黄梅秤锤树种群现状研究

[目的]探明湖北珍稀濒危植物黄梅秤锤树的种群现状。[方法]采用邻接格子法和直接计数法对湖北省特有珍稀植物黄梅秤锤树的种群数量及分布格局进行调查研究。[结果]该种目前资源总量为456株,比2005年发现报道的数量200余株有所增加。采用方差/均值比率法对黄梅秤锤树种群分布格局类型进行分析,表明该种群分布格局类型为集群分布。[结论]该研究可为黄梅秤锤树的进一步保护、研究及开发利用提供参考。

极小种群野生植物黄梅秤锤树群落结构与动态

本文以极小种群野生植物黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)当前唯一的野生种群为依托建立了1 ha的固定样地,研究了黄梅秤锤树野生植物群落的物种组成、优势种的径级结构、黄梅秤锤树的空间分布格局、种内与种间空间关联性和种群更新特征。样地内共记录到胸径≥1.0 cm的木本植物31种,隶属于21科28属。群落更新良好,样地中所有1,225株个体中小径木占比为67.18%。群落优势种为麻栎(Quercus acutissima)、枸骨(Ilex cornuta)、朴树(Celtis sinensis)和黄梅秤锤树。麻栎的径级结构呈单峰型,为衰退型种群;枸骨、朴树和黄梅秤锤树的径级结构呈倒"J"型或偏倒"J"型,表明更新良好。黄梅秤锤树的空间分布格局在小尺度上呈聚集分布,在大尺度上呈随机或均匀分布,并且与其他3个优势种(麻栎、枸骨、朴树)在空间上主要呈负关联性。黄梅秤锤树的成树和幼苗、幼树和幼苗都是在小尺度上呈负关联性,在大尺度上关联性不显著,而成树和幼树在整体上关联性不显著。黄梅秤锤树的萌蘖现象非常明显,萌蘖数与母株胸径具有极显著的正相关性(R^2=0.330,P<0.001),萌蘖率与相对幼苗密度具有极显著的负相关性(R^2=0.438,P<0.001)。总体来说,高比例的小径木和普遍的种间负关联均表明该群落处于演替的早中期,物种组成和群落结构还未达到稳定阶段。作为长江中下游冲积平原区具有代表性的残存风水林,该野生植物群落在生物多样性维持和珍稀植物保护方面具有重要的作用,应加强保护和管理。

微生境对黄梅秤锤树野生种群叶片功能性状的影响

植物功能性状可以反映植物应对环境变化的适应策略。本文以黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)当前唯一野生种群为对象,比较了3种微生境(湖边、种群中心、耕地边)中该物种的叶片功能性状均值、种内变异和叶片生态化学计量特征的差异,分析了黄梅秤锤树对湖岸带微生境变化的响应及其适应策略。结果表明:(1)3种微生境中土壤C、N、P含量没有显著性差异(P>0.05),但土壤C:N和C:P具有显著性差异(P<0.05),土壤类型和养分条件有所不同。(2)黄梅秤锤树叶片功能性状的比较用单因素方差分析和贝叶斯方差分析得出的结果一致,均为叶长、叶面积和比叶面积在中心区域显著高于湖边(P<0.05),而耕地边与湖边和中心区域均没有显著差异(P>0.05);叶N含量在湖边显著高于中心区域和耕地边(P<0.05),而中心区域和耕地边间没有显著差异(P>0.05);叶宽、叶长/叶宽、叶干物质含量、叶C和叶P含量在3种微生境间都没有显著性差异(P>0.05)。(3)黄梅秤锤树叶片的N:P在湖边显著高于中心区域和耕地边(P<0.05),C:N在湖边显著小于中心区域和耕地边(P<0.05),N:P和C:N在中心区域和耕地边没有显著性差异(P>0.05),C:P在3种微生境间都没有显著性差异(P>0.05)。(4)黄梅秤锤树叶片功能性状的总体变异程度在0.02–0.28之间,其中叶片C和N含量在湖边和中心区域的种内变异程度显著较低,表明3种生境中湖边和中心区域黄梅秤锤树种群的稳定性相对较差。(5)湖边黄梅秤锤树主要通过增加叶N含量促进生长;中心区域黄梅秤锤树主要通过增加叶面积和比叶面积以及提高叶N的利用效率来提高光捕获能力促进生长;耕地边黄梅秤锤树的叶N含量和叶面积、比叶面积都处于中等水平,通过性状之间的共同作用使植株生长达到最佳水平。以上结果表明,由于微地形、水位波动和土壤环境条件的差异,黄梅秤锤树对3种生境中的适应策略有所不同,并且不是通过单一性状调整来适应环境的变化,而是通过多种性状之间的权衡达到更好的适应效果。

基于ISSR标记的黄梅秤锤树种质资源遗传多样性分析

黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)属安息香科(Styracaceae)濒危保护植物。本研究以居群中最大个体为中心,在东南、东北、西南、西北4个方位采样,并依据发育阶段将其划分为成年、幼树、幼苗3个龄级居群,进行ISSR遗传多样性分析。12个标记共检测到77个位点,多态性比率为97.6%,各位点扩增条带为4~8个。其中,"幼树居群"多态性位点、Nei's基因多样性指数(h)、Shannon信息指数(I)均最高,最低的是"幼苗居群"。3个居群间遗传变异主要存在于居群内,高达89.32%。遗传一致度最高的是"幼树居群"和"成年居群",最低的是"幼苗居群"和"成年居群"。在4个方位组成的居群中,多态性位点、Nei's基因多样性指数(h)、Shannon信息指数(I)最高的是"东北居群",最少的是"东南居群"。四个方位居群仅23.37%的遗传变异发生在居群间。"东南居群"和"西北居群"的遗传距离最小,遗传一致度最大。本研究为黄梅秤锤树的生物保护、可持续开发利用等研究提供了理论依据。