水菜花种群潜在生境选择与空间格局预测

国家二级保护野生植物水菜花(Otteliacordata),喜生于清洁的水环境中,对环境变化极为敏感,是检验湿地环境及气候变化的关键指示物种之一,在我国仅零星分布于海南北部的火山熔岩湿地区,生存状况不容乐观。研究水菜花种群潜在生境选择及其空间格局演变,有利于加强濒危物种保护保育及湿地生态系统修复、管理。该研究基于GIS平台和MaxEnt模型,结合气候、地形和土壤因子,探究水菜花种群环境限制因子及其在气候变化背景下潜在适宜生境的演变格局。结果表明,水菜花种群对温差与降水量变化敏感,等温性、最冷季度降水量、土壤类型和年均降水量对水菜花种群分布影响显著;全新世中期-当前-2070年气候变化背景下,水菜花适宜生境面积先减小后增大,分布重心呈西南-东北-西南转移格局;未来气候情景下,水菜花种群高度和中度适宜生境缩减,低适宜生境增加,南部地区将出现新增适宜生境,东北、西北及西南部适宜生境将发生消减。该研究从气候环境角度论证了水菜花种群的潜在生境选择及空间变化特征,可为濒危物种保护保育、湿地管理及其生物多样性维护工作提供参考和指导。

海南水菜花群落特征和植物多样性研究

水菜花(Ottelia cordata)是中国仅海南分布的国家Ⅱ级保护濒危野生植物,生长于海南琼北典型的火山熔岩湿地中。群落特征及多样性研究对水菜花的保护具有重要意义。采用样方法对水菜花群落进行调查,然后对该群落的物种组成结构、数量特征、优势种及物种多样性进行探究和分析。结果表明,水菜花群落有水生维管束植物共22种,隶属13科17属,其中优势的科是蓼科、天南星科、钱苔科、莎草科和柳叶菜科,占总科数的38.46%;科属的地理分布区类型以泛热带分布型为主,表现出典型的热带区系特征;6个群落研究样地重要值排名前三的分别是水菜花、邢氏水蕨和大薸,水菜花占绝对优势;从群落角度看,水菜花群落总体多样性较低,这个群落的Margalef指数为4.560,Shannon-Wiener指数为1.720,Simpson指数为0.658,Pielous指数为0.556,以水生草本植物为主,群落植物组成简单,群落层次结构单一,稳定性较差。通过对居群横向比较,探究到种群物种数量、水位变化、入侵植物等,可能是导致水菜花濒危的因素,同时发现,并非水菜花群落多样性越丰富就意味着水菜花长势越旺盛。因水菜花的濒危珍稀程度,以及目前该物种自然居群分布点大多处于未保护状态而受到许多人为干扰,因此,加强水菜花群落多样性的同时,保证水菜花的生长规模,改善群落生境,对水菜花的保护有重要意义。

水菜花异形叶片叶绿素荧光特征与HCO3-利用能力的研究

以生长发育过程中具有异形叶的水生植物水菜花( Ottelia cordata (Wall.) Dandy)为材料,利用叶绿素荧光技术和pH-漂移(pH-drift)实验测定具有两型叶片的水菜花正常沉水叶(submerged leaves, S)、正常浮水叶(floating leaves, F)、处于淹没状态的浮水叶(submerged floating leaves, SF)以及只有浮水叶植株的浮水叶(floating leaves only, OF)的叶绿素荧光特征与HCO3^-利用能力。快速光曲线分析结果显示:沉水叶(S)的相对电子传递速率( rETR )显著低于其他类型的叶片,且随着光强的增强,差异增大;由光化学引起的荧光淬灭 q P 、潜在最大电子传递速率( rETR max )、半饱和光强( E k )等指标均为沉水叶(S)显著低于浮水叶(F)。沉水叶(S)与淹没状态的浮水叶(SF)表征HCO3^-利用能力的C T /Alk值显著低于两种浮水叶(F和OF)。研究结果表明水菜花成年期的浮水叶比幼年期的沉水叶具有更高的光合效率,并且更适合在高光强下生长;当水位发生波动时被淹没的浮水叶会增强对HCO3^-的利用能力以适应淹水低浓度CO 2 环境。

水白菜与水菜花的核型分析

利用植物染色体常规压片法，对水白菜及水菜花的核型进行了分析，结果表明：水白菜的核型为２ｎ＝４ｘ＝４４＝２２ｍ＋１４ｓｍ＋８ｓｔ，水菜花的核型为２ｎ＝２ｘ＝２２＝２ｍ＋１４ｓｍ＋６ｓｔ。核型资料表明水白菜很可能是经由水菜花演化而来的四倍体，二者具有密切的亲缘关系，支持水莱花可代水白菜入药的观点。