梓叶槭种子生物学特性研究

对两个不同种源地的梓叶槭（Acer catalpifolium Rehd.）种子进行了形态结构特性和萌发特性研究,结果表明,梓叶槭种子呈压扁状椭圆形,为无胚乳种子。都江堰种源地的种子千粒重为（28.4±0.81）g,显著大于峨眉山种源地（18.5±0.39）g。种子吸水过程分3个明显阶段：0-1 h是急剧吸水的过程,1-12h吸水较缓慢,12-96h吸水量又急增。温度对2个种源地的种子萌发率有显著影响,25℃是其种子萌发的适宜温度,萌发率分别为48.7%±3.06%（都江堰种源）、42%±2.00%（峨眉山种源）,在光照和黑暗条件下,种子萌发率没有显著差异,种子均能正常萌发。

梓叶槭和五小叶槭果实形态特征和扩散特性

以梓叶槭(Acer catalpifolium Rehd.)和五小叶槭(A.pentaphyllum Diels)的果实为材料,对2种植物果实形态特征与扩散特性进行比较研究。结果表明:(1)梓叶槭果实的翅长、翅宽、果翅面积和种子面积显著大于五小叶槭,为五小叶槭的2.01倍、1.40倍、2.42倍和1.79倍,五小叶槭的千粒质量和种子厚度显著高于梓叶槭,为梓叶槭的1.64倍和2.83倍;(2)在200 cm高的静止空气中,梓叶槭的降落速度显著小于五小叶槭的降落速度,在水平风速4 m/s的情况下,梓叶槭水平扩散距离显著高于五小叶槭的水平扩散距离,梓叶槭垂直降落速度慢,水平扩散距离远;(3)垂直降落速度与千粒质量呈极显著正相关,与翅长和果翅面积呈极显著负相关;水平扩散距离与千粒质量呈极显著负相关,与翅长、果翅面积和种子长呈显著或极显著正相关,表明槭属植物的果实千粒质量、翅长、翅果面积等形态特征与其扩散能力密切相关。从梓叶槭和五小叶槭果实的扩散特性来看,梓叶槭扩散距离更远,分布范围更易扩大,对其种群更新和演替具有重要意义。

梓叶槭半同胞家系苗期生长性状遗传分析

研究梓叶槭苗期的生长表现,筛选苗期生长性状表现好的家系,为梓叶槭的保护和开发提供参考。以梓叶槭平武种群的15个半同胞家系播种苗为研究对象,分析和比较了苗高和地径性状的生长情况。结果表明,梓叶槭半同胞家系苗高和地径性状均达到了显著差异;苗高和地径家系遗传力较大,均在0.9以上;苗高和地径呈极显著正相关;苗高和地径遗传系数分别达到30.59%和29.06%,遗传改良潜力较大;筛选了2个优良半同胞家系。

气候变化背景下濒危植物梓叶槭在中国适生分布区预测

【目的】分析极小种群濒危植物梓叶槭在中国当代和未来的潜在分布区,揭示未来气候变化条件下梓叶槭的分布动态。【方法】以梓叶槭为研究对象,基于现有的梓叶槭分布位点、气候数据集和海拔数据,利用优化的MaxEnt模型和GIS技术,模拟当前、2050s(2041-2060年)和2090s(2081-2100年)(SSP126、SSP245、SSP370和SSP585)气候情景下梓叶槭的分布格局,划分适生等级,采用受试者工作曲线(ROC)下的面积(AUC),评价模拟的精度。以刀切法分析气候变量贡献率,找出制约梓叶槭分布的主导气候变量。基于分布面积比(N_a)、生境变化程度(N_e)比较梓叶槭在不同气候条件下的地理分布动态。【结果】梓叶槭主要适生区分布在我国西南地区,9种气候情景下训练集与测试集AUC值均大于0.995,表明模型模拟精度极高。最暖季降雨量、温度季节性变化标准差、海拔贡献率最高,分别为56.1%、18.2%和10.9%。【结论】气候变化背景下梓叶槭将丧失大量高适生区,生境破碎化趋势严重,中高强度排放情景SSP370对梓叶槭潜在分布区影响较小。本研究可为濒危物种梓叶槭的就地与迁地保护提供依据。

珍稀濒危植物梓叶槭种群径级结构与种内种间竞争关系

该研究对四川省珍稀濒危植物梓叶槭(Acer catalpifolium)种群的主要分布区进行调查,分析梓叶槭种群径级结构与种内和种间的竞争关系,探讨竞争强度与径级和距离之间的关系。结果表明:(1)梓叶槭胸径与树高之间存在显著的幂函数关系;种群径级结构呈正态分布,中小径级树木较多,高径级树木较少。(2)梓叶槭种内和种间竞争强度分别占总竞争强度(222.87)的15.16%和84.84%,说明竞争主要来自种间。(3)梓叶槭与主要伴生种之间的竞争强度大小依次为柳杉>桢楠>白栎>刺楸>灯台树>桦木>杉木>厚朴>光皮桦;对象木和竞争木距离与竞争指数之间较好地服从指数函数关系,当对象木与竞争木距离小于1m时,竞争指数可达到5.5,随着距离逐渐增加,其竞争指数相应降低,并最终趋于平缓。(4)竞争强度随对象木胸径的增大而减小,当对象木胸径小于20cm时,受到的竞争压力最大,竞争指数最大的分别是梓叶槭与整个林分(234.98)以及梓叶槭与种间(184.01);当对象木胸径小于10cm时,竞争指数均可以达到18;当对象木胸径大于20cm时,竞争强度变化很小且竞争指数较低;竞争强度与对象木胸径服从幂函数关系(CI=AD-B)。(5)模型预测结果表明,随着梓叶槭胸径的增加,竞争指数均越来越小,竞争强度呈降低趋势;当梓叶槭胸径为0~5cm时,梓叶槭与整个林分受到的竞争强度最大,竞争指数为7.14,占总竞争强度的50%;当胸径大于20cm时,竞争指数变化不大;该模型能很好的预测梓叶槭种内和种间竞争强度。

茂兰喀斯特森林梓叶槭种群结构与数量动态

梓叶槭是中国特有的珍稀濒危树种,国家二级保护植物,为了明确梓叶槭种群的结构特征及其种群生存现状,该研究在黔、桂交界处的茂兰国家级喀斯特森林自然保护区选取典型森林群落,应用每木调查法从梓叶槭高度(H)、径级结构、静态生命表、存活曲线和寿命期望等方面分析梓叶槭种群结构及其数量动态规律,为退化喀斯特森林生态系统的恢复重建提供理论依据。结果表明:(1)茂兰喀斯特森林中梓叶槭在群落中的重要值较低[槽谷(0.255),漏斗(0.243),坡地(0.188)]为非优势种。(2)梓叶槭种群主要分布在槽谷森林、漏斗森林和坡地森林等3种不同地形部位的群落类型中,在槽谷森林中分布数量最多,其次是漏斗森林,坡地森林中长势较差且数量最少。(3)梓叶槭在不同生境均严重缺乏Ⅰ径级[胸径(DBH)<2.5cm,H <33cm]个体,但Ⅱ径级(DBH <2.5cm,H=33cm)个体占较大的比例,中、大径个体较少,表现为稳定型种群。(4)不同生境梓叶槭种群存活数(除Ⅰ径级)随着径级增加而降低,死亡率(qx)和致死力(Kx)曲线大致呈上升趋势,生命期望单调下降,且Ⅰ径级在不同生境的死亡率均为负数,说明其幼苗严重不足,存活曲线趋于DeeveyⅡ型。研究认为,茂兰喀斯特森林中梓叶槭种群幼苗在发育过程中死亡率较高,而且受到的种间竞争较为激烈,加之茂兰喀斯特生境的严酷性和土壤营养空间缺乏,造成梓叶槭生长速度缓慢,故梓叶槭种群的衰退与严酷的喀斯特生境、人为干扰有关。

极小种群野生植物梓叶槭的种实表型变异特征

表型变异是植物遗传变异与环境异质性相互作用的结果,是植物适应和进化的具体表现。为揭示极小种群植物梓叶槭(Acer catalpifolium)的种实表型在其适应环境过程中的变异特征,明确梓叶槭优质种源地,为该物种的保护提供基础数据,本研究以天然分布的5个小种群的11个种实性状为研究对象,采用巢式方差、变异系数、表型分化系数等多种指标,探讨了其种群间和种群内的表型变异。结果表明:梓叶槭种实表型性状在种群间和种群内均存在着显著的差异,种群内的变异(63.11%)大于种群间的变异(23.61%),种群间平均分化系数为27.23%,分化程度在槭树科植物中相对较大。种子厚度的平均变异系数最高(40.64%),其次是果柄长。翅果千粒重的平均变异系数最小(1.57%),是最稳定的种实性状。都江堰种群的表型多样性最丰富,平武种群的则最低;气象因子对梓叶槭种实表型性状的影响不显著。就种实表型性状而言,虽然雷波种群的翅果最大,平武种群的种子最大,同时两者均具有最大的种子厚度和质量均一度。故平武和雷波种群均可作为梓叶槭优质种质资源的候选地。

极小种群梓叶槭种群结构及动态特征

【目的】分析中国特有濒危极小种群梓叶槭(Acer catalpifolium)的年龄结构和动态特征,揭示种群与环境之间的相互关系,预测种群发展动态,探索其濒危机制,提出野生梓叶槭种群的保护和恢复对策。【方法】通过对集中分布于四川峨眉山和都江堰的梓叶槭种群进行样地调查,采用样方调查法,将各样地划分为1～4个20 m×20 m的样方,再将每块样方划分为16个5 m×5 m的小样方;对样方内的梓叶槭植株进行每木调查,调查内容包括个体数、树高、胸径等生长因子,同时记录各样地海拔、经纬度、坡向、坡度、林分郁闭度、植被群落以及土壤类型等生境因子;以梓叶槭个体的胸径代替龄级来反映种群结构,将梓叶槭胸径大小划分为11个径级(Ⅰ-Ⅺ,设置DBH>50 cm为Ⅺ级,每级间隔5 cm),龄级与胸径大小级对应,绘制梓叶槭种群的径级结构图;编制了种群的特定时间生命表,分析其存活曲线、死亡率曲线等重要参数;运用时间序列预测模型分析种群数量动态和发展趋势。【结果】梓叶槭在峨眉山和都江堰地区的种群差异明显,峨眉山种群共有105株,都江堰种群共有81株,种群龄级结构完整,种群径级结构表现为中龄级所占比例较大、幼龄级和老龄级比例次之的纺锤形结构。梓叶槭种群年龄结构动态变化指数表明,两个地区受随机干扰时的种群年龄结构动态指数(V_(pi)′)分别为0.011 6和0.004 2,均趋近于0,总体上表现出由稳定型向衰退型转化的衰退型结构;生命表及相关曲线分析显示,梓叶槭早期个体死亡数较高,存活数随龄级的增加而减少,对环境的选择作用强;存活曲线趋于Deevey-Ⅱ型,各龄级种群有相近死亡率;生存函数分析表明,两个种群的生存率函数S(t)均随着龄级的增大呈单调下降的趋势,而累计死亡率F(t)则呈单调上升趋势,两个函数曲线变化呈现互补的现象;时间序列预测分析表明,2、4、6、8龄级时间后梓叶槭老龄级个体逐渐增多,幼龄级个体则有所降低,种群稳定性降低,难以长期维持;如果种群中幼苗难以补充,幼树不充足,再经过4个龄级后梓叶槭种群将成为衰退型种群。【结论】导致梓叶槭濒危的原因可能是梓叶槭的生物学特性和人为干扰;应加强对梓叶槭种群及栖息地的保护,保护梓叶槭现有的成年个体,促进种子的萌发和幼苗的更新,防止栖息地及生态系统的破坏;还要深入开展梓叶槭生物学及繁育特征研究,提高梓叶槭种子萌发率和成苗率,促进其种子向幼苗转化。另外,在天然林更新中,应采取人工抚育等措施来加强对中小径级梓叶槭个体及生境的保护,促进梓叶槭种群的自然更新和恢复。

梓叶槭的种群结构和群落特征

梓叶槭（Acer catalpifolium Rehd.）是分布狭窄的极小种群野生植物.为充分了解梓叶槭分布地种群现状和未来发展趋势以促进种群保护,对其5个分布点——财神庙（CSM）、般若寺（BRS）、张山村（ZSC）、伏虎寺（FHS）、报国寺（BGS）——进行群落调查,研究其种群结构及其生存群落的物种构成和群落特征.结果表明,梓叶槭主要分布于常绿阔叶-落叶阔叶混交林中,不同样地的梓叶槭群落层次,即乔木层、灌木层以及草本层分别有伴生植物52种、74种和52种.从梓叶槭的多度分配比例来看,BRS样地最大,为26.04%,随后依次是FHS、ZSC、BGS和CSM.梓叶槭生存群落内,FHS、BRS、BGS和CSM样地的物种多样性指数均较高,但ZSC相对较低;在种群年龄结构的调查中发现,梓叶槭幼苗及幼树等级分布出现残缺,种群自然更新困难.综上所述,梓叶槭生存群落内,不同生长层优势种占有较大的环境资源,是影响梓叶槭种子萌发、幼苗幼树生长和种群发展的主要障碍;本研究结果可为梓叶槭种群回归与复壮提供一定理论依据.

不同郁闭度对野外回归的梓叶槭幼树形态和生理特征的影响

濒危植物野外回归是扩大极小种群野生植物种群的有效途径。适宜的回归生境是物种生长的必要条件,研究植物的生理生态特征对不同野外回归生境的适应性,是科学评价濒危物种种群回归生境适宜性的关键指标。本文以野外回归的极小种群野生植物梓叶槭(Acer catalpifolium)为研究对象,探讨了无遮荫、林缘、林隙以及林下(郁闭度由小到大)4种不同光照条件对梓叶槭幼树的形态特征、光合特征、类黄酮指数及叶绿素含量等的影响。结果表明:(1)随着郁闭度的增大,梓叶槭幼树的基径、冠幅以及新生枝条数量产生差异,均呈现先增大后减小的趋势;(2)在林缘生境中,梓叶槭幼树的单叶面积及单叶质量均最大,比叶面积随着郁闭度的增大而增大;(3)随着郁闭度的增大,梓叶槭叶片胞间CO2浓度、蒸腾速率及气孔导度均呈现先减小后增大的趋势,叶绿素含量呈现上升趋势,类黄酮指数则呈现先增大后减小的趋势。综上可知,林缘适宜的光照条件更适合梓叶槭野外回归。这一结果可为梓叶槭以及其他极小种群野生植物的回归生境适宜性的探索研究提供借鉴。

不同遮荫条件下梓叶槭幼苗生长与光合特征的种源差异

梓叶槭是我国特有的野生濒危植物,目前尚缺乏对其光合特性及濒危机制的研究.以梓叶槭集中分布地都江堰、大邑、峨眉山和雷波当年生梓叶槭幼苗为材料,分析在遮光率为50%、80%的遮阴条件下幼苗的光合作用能力和生长量.结果表明:不同种源梓叶槭幼苗的净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)随着光照强度的下降而显著降低.光照强度减弱时,都江堰和峨眉山幼苗光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)均降低,而大邑幼苗均提高,雷波幼苗无显著变化.P_n、WUE与株高和冠幅生长量均呈显著正相关.不同遮光条件下梓叶槭幼苗的光合作用和生长量差异显著,光照不足可能是大邑梓叶槭幼苗林下自然更新的限制因子.雷波地区梓叶槭幼苗较其他地区幼苗喜荫,而都江堰和峨眉山幼苗具有较好的光适应能力,生长性状表现良好,可作为移植保护的优质种源.