应用最大熵模型预测不同气候变化情景下西康玉兰潜在地理分布

西康玉兰(Magnolia wilsonii(Finet et Gagnep.)Rehd.)是木兰科木兰属植物,具有很好的观赏、药用和科研价值。该种繁殖能力弱,对环境要求苛刻,分布区域狭窄、种群较小,被列为国家Ⅱ级珍稀濒危植物。预测气候变化对西康玉兰分布范围的影响,为西康玉兰的野生资源保存与可持续利用提供科学基础和参考依据。利用ArcGIS软件与最大熵模型(MaxEnt)计算西康玉兰主要气候因子的贡献率及对应不同适生等级的阈值范围,分析西康玉兰在全国范围内的潜在地理分布,并统计主要分布区域的不同等级适生区面积和现阶段分布点的比例,在4种气候情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5)下,预测未来西康玉兰适生区分布范围以及其质心转移的变化。结果表明:MaxEnt模型预测西康玉兰潜在生境分布的特征曲线(ROC)训练集的AUC(ROC曲线下的面积)值为0.972;年均降水量、昼夜温差与年温差比值、湿度最小季度平均气温、最冷月份最低温是影响西康玉兰分布的主要气候因子,其贡献率分别为33.8%、26.7%、14.6%、14.3%。现阶段,西康玉兰的高、中、低适生区集中分布于云贵川三省交界地带,适生区总面积104.52×10^(4)km^(2),其中高适生区占总适生面积的16.62%,现有分布点处于高适生区内的比例为65.11%。未来20~50 a,全球气候变暖将有利于西康玉兰在中国的分布,其适生区分布基本格局不变,适生区总面积增加,但高适生区的东侧与南侧有缩减与破碎化的趋势;现阶段西康玉兰的潜在分布中心位于四川省的西昌市德昌县内,西康玉兰潜在分布中心有向西北部迁移的趋势,将迁移至西昌市的盐源县内。因此,对西康玉兰濒危资源的保护应结合地理分布,制定多样性保护策略(野生资源调查、野外回归的迁地保护、建立保护区、开展繁殖与栽培技术等)。

贵州盘县西康玉兰调查研究

经过调查,在盘县发现西康玉兰36株,无幼苗,其分布方式为单株散生分布;植株繁殖以伐后萌蘖为主,缺乏更新层,种群处于衰退阶段。分布在海拔2 200 m以上,位于喀斯特山峰的顶部,地貌类型属玄武岩侵蚀剥蚀地貌。森林生态系统以喀斯特山地森林生态系统为主,土壤为上二叠统玄武岩发育形成的山地黄棕壤。繁殖途径单一、种子萌发率较低、自然环境破坏是导致西康玉兰濒危的主要因素。

贵州省西康玉兰资源现状及濒危原因分析

对贵州已知的9个西康玉兰分布点的自然居群进行调查研究分析,结果表明:1)西康玉兰在贵州的盘州市、水城、纳雍、赫章4个县(市)有分布,共有9个分布居群,分布面积有20. 7hm^2,资源量共179株,资源分布呈倒金字塔形,大树较多,幼树、幼苗较少,种群处于衰退阶段; 2)种群规模小、资源分布较为分散、自身生物学特性限制、生境退化、直接采挖或砍伐以及野生动物食用等多种因素,导致该种无法正常萌发和自然更新,致使西康玉兰种群濒危; 3)开展种质资源收集和筛选优良植株,以就地+迁地保护为主,种苗扩繁+回归引种为辅的方式有机整合,是当前对其进行有效保护与科学管理的基本途径。

濒危植物西康玉兰种子休眠、萌发及贮藏特性

研究了西康玉兰(Magnolia wilsonii)种胚的形态大小,温度、层积、硝酸钾、浸种处理和GA3对种子休眠及萌发的影响。通过将种子脱水至不同含水量和在两种温度(4℃和-20℃)下贮藏100d后测其生活力,分析各处理对西康玉兰种子活力的影响。结果表明:西康玉兰种子胚尚未分化完全,需经过低温层积完成生理后熟;低温层积和GA3可打破种子休眠,种子最适萌发温度为25/20℃。由此推测,西康玉兰种子具有形态生理休眠特性。西康玉兰种子当含水量降至5.39%,存活率为53.50%。不同含水量的种子贮藏在-20℃条件下,100d后种子全部死亡;但在4℃下含水量为10.31%的种子存活力高达76%。因此,西康玉兰种子极可能属于中间性种子,其适宜贮藏环境为4℃下的干藏或湿藏。

西康玉兰扦插繁殖技术

采用扦插技术来研究西康玉兰(Magnolia wilsonii)的人工繁殖方式,扦插试验采用L_(9)(3^(4))正交试验设计,分析育苗基质、植物生长调节剂种类和浓度对穗条扦插生根的影响,结果如下:扦插基质及植物生长调节剂种类、浓度是影响西康玉兰扦插生根率、生根数量及根长的主要因素;基质是影响西康玉兰扦插生根率和根长的主导因子,植物生长调节剂种类是影响西康玉兰扦插生根条数的主导因子,根据影响生根的综合指标分析,用300mg/L浓度的奈乙酸(NAA)处理西康玉兰插穗和用50%腐殖土+50%珍珠岩的混合基质做扦插基质,可以有效提高西康玉兰扦插生根率。