中国特有属秤锤树属植物的潜在分布区预测

秤锤树属(Sinojackia)是中国特有属,包括7个物种,各物种的种群及个体数量均较少,预测其潜在适宜分布区及其主要影响因素对制定保护措施至关重要。该研究在全面收集秤锤树属植物分布位点数据的基础上,结合气候、土壤和植被数据,运用物种分布模型(MaxEnt)和ArcGIS,预测该属植物当前的分布范围以及未来(2050s和2070s)潜在分布区的变化,分析影响该属植物分布的主要环境变量。预测结果显示:(1)当前秤锤树属高适宜地区主要在我国的亚热带地区,分布在长江中下游平原,包括湖南、浙江的大部分地区,河南、安徽和江苏南部地区以及湖北和江西两省交界处,四川、贵州零星分布着高适宜度位点;纬度范围为25.42°~31.84°N。(2)当前秤锤树属的高适宜性(0.665)生境面积仅为4.07×104 km2,占国土面积的4.23%,分布区极为狭窄。未来(2050s和2070s)的高适宜分布地区将大幅度缩减,其中在2070s的RCP8.5排放情景下减少最多。(3)随着温度的上升,秤锤树属植物有向高纬度迁移的趋势。研究结果可为濒危植物的就地保护提供科学依据,同时也可为其迁地保护位点的选择提供参考。

中国哥纳香属(番荔枝科)植物新资料

番荔枝科(Annonaceae)是基部被子植物木兰目(Magnoliales)中较进化且物种数最多的科。目前的系统发育研究将番荔枝科划分为4个亚科,即蒙蒿子亚科(Anaxagoreoideae)、澄光木亚科(Ambavioideae)、番荔枝亚科(Annonoideae)和排石木亚科(Malmeoideae),有107属,2400多种,中国原产21属约110种。番荔枝科泛热带分布,是热带植物区系的优势类群,中国云南盈江位于云南省最西部边境,与缅甸东北部接壤,并与印度的东阿萨姆较近,植物区系处于东南亚(印度—马来西亚)热带生物区系向东亚亚热带-温带生物区系的过渡地带,属典型热带北缘性质,在植被地理和生物地理上十分重要,成为生物多样性保护的关键和热点地区。该区的热带雨林是印度阿萨姆和缅甸北部的热带雨林向东和向北扩散分布的边缘类型,是东南亚热带雨林在纬度和海拔分布上的极限类型。该文报道了采自中国云南省盈江县,引种保存于中国科学院西双版纳热带植物园的番荔枝科哥纳香属2个中国新记录种,即皱叶哥纳香[Goniothalamus sesquipedalis(Colebr.ex Wall.)Hook.f.&Thomson]和长梗哥纳香(G.peduncularis King&Prain)。Flora of China将盈江哥纳香(G.lii X.L.Hou&Y.M.Shui)处理为云南哥纳香(G.yunnanensis W.T.Wang)的异名,基于活植物观察、馆藏标本和文献研究,该文对盈江哥纳香的分类地位进行了澄清,将其处理为长梗哥纳香的异名。皱叶哥纳香原记载产于印度、孟加拉国和缅甸等地,长梗哥纳香仅产于缅甸,该文对它们进行了补充描述,并提供彩色图版以便于鉴别。凭证标本存放于中国科学院西双版纳热带植物园标本馆(HITBC)。哥纳香属2个新记录的发现,丰富了中国番荔枝科植物多样性的认识,为中国云南热带植物区系属于热带亚洲(印度—马来西亚)植物区系,以及与缅甸北部、印度东北部植物区系的关系增加了例证。

外来入侵植物小蓬草对营养可用性和波动的响应

全球变化不仅会造成环境中资源的稳态变化,还会引起资源的波动性变化。资源变化影响外来植物的成功入侵,但是资源的波动性变化对入侵植物地上、地下生物量分配模式的影响仍不清楚。本研究以入侵植物小蓬草(Erigeron canadensis L.)为研究对象,设置了4种不同的营养添加方式(恒定低、恒定高、多个小脉冲和单个大脉冲)探究外来入侵植物如何响应环境中资源的波动性变化。结果显示:(1)相比于低营养条件,高营养条件显著提高小蓬草的地上、地下生物量、叶绿素含量以及比叶面积,但是根冠比却表现出显著的下降趋势;(2)在所有的高营养处理中,营养脉冲也会影响小蓬草的生物量、根冠比和比叶面积;(3)单个大脉冲会显著抑制小蓬草的地上生物量,促进地下生物量;(4)多个小脉冲对小蓬草的总生物量有一定的促进作用,并显著增加了比叶面积。研究结果说明,环境中资源波动的变化形式会改变入侵植物的地上-地下生长策略从而影响其生长特征,但是资源的波动性变化并没有显著促进外来入侵植物的生长。

濒危植物永瓣藤叶片功能性状对环境因子的响应

植物叶片功能性状能够响应环境条件的变化,反应了植物对环境的适应策略。当前,针对藤本植物叶片功能性状地理格局及其环境驱动力的研究较少。以国家重点保护植物永瓣藤(Monimopetalum chinense)为研究对象,对其分布区内11个种群的15个叶片功能性状进行测量,并结合气候、土壤因子来解释叶性状变异。比较叶片性状在局域和区域尺度上的种内变异程度,利用多元逐步回归分析环境因子对叶性状的影响。结果表明,在局域尺度上,永瓣藤叶功能性状变异系数介于3.0%-22.5%,其中,叶面积变异程度最大,叶片碳含量变异最小。永瓣藤叶片形状随纬度上升而变得宽且圆。叶片磷含量相对较低,永瓣藤的生长可能受到了磷限制。土壤与气候因子是叶片性状的重要驱动因素,解释了25%-97%的叶片性状变异。在温度和水分充足的情况下,永瓣藤叶片趋向于的慢速生长的保守策略。总体来说,永瓣藤叶片功能性状通过一定的种内变异和性状组合,并与气候、土壤因子相互作用,适应当前的环境条件。

中国树萝卜属(杜鹃花科)一新记录种——葡萄树萝卜

报道了采自云南省绿春县的杜鹃花科树萝卜属一中国新记录种,即葡萄树萝卜(Agapetes putaoensis Y.H.Tong&N.H.Xia)。葡萄树萝卜原记录产于缅甸东北部克钦邦葡萄地区。该研究对该种进行了描述,补充了该种发表时未曾描述的果实特征,并提供彩色图版以方便鉴别。凭证标本存放于中国科学院西双版纳热带植物园标本馆(HITBC)和中国医学科学院药用植物研究所云南分所标本馆(IMDY)。

贵州省被子植物新记录

报道贵州省2个新记录属——假婆婆纳属(Stimpsonia Wright ex A.Gray)和山涧草属(Chikusichloa Koidz.),以及3个新记录种假婆婆纳(Stimpsonia chamaedryoides Wright ex A.Gray)、山涧草(Chikusichloa aquatica Koidz.)和广东西番莲(Passiflora kwangtungensis Merr.)。三种植物均发现于贵州黎平太平山州级自然保护区,凭证标本存放于中国科学院华南植物园标本馆(IBSC)和中国科学院植物研究所标本馆(PE)。文中描述3种植物的主要特征,并讨论了新发现的广东西番莲叶片变异情况。

广东省怀集县药用植物资源调查分析

目的:摸清怀集县药用植物资源分布及利用现状,为县域内药用植物资源的保护和利用、中医药产业的发展提供科学依据。方法:按照《全国中药资源普查技术规范》的要求,通过野外实地调查、栽培基地调查以及对相关人员走访等方式,对怀集县药用植物资源进行普查。结果:怀集县共有野生药用植物707种,隶属于139科440属,重点植物药材81种(涉及原植物68种),规模化栽培药用植物25种。野生药用植物的优势科主要集中在豆科、茜草科、菊科、大戟科、樟科等,占总种数的22.63%,优势属不明显。植物生活型主要以灌木和草本为主,占总种数的60.25%。重点植物药材入药部位以果实及种子、根及根茎和全草为主。药性以寒性类药用植物居多,占37.04%。药味以苦、辛、甘3类为主。功效以清热药为主,占比22.22%,其次为祛风湿药,占比11.11%。结论:怀集县药用植物资源丰富,但开发成形的商品种类较少,其南药种植产业还具有较大发展潜力。

极小种群野生植物长果安息香种群结构与动态特征

本研究对分布于湖南桑植和石门、湖北五峰和秭归4个现存区域的极小种群野生植物长果安息香(Changiostyrax dolichocarpa C.J.Qi)群落进行了调查,并绘制种群结构图,建立静态生命表,绘制存活曲线进行生存分析,利用时间序列预测分析种群未来发展趋势。结果显示:桑植、石门和五峰种群均属增长型,秭归种群属衰退型,这4个区域长果安息香种群对外界干扰均具有较高的敏感性;存活曲线都趋向于Deevey-Ⅱ型,死亡率在前期相对稳定,但后期逐渐上升;生存分析结果表明,桑植和秭归种群较早进入衰退期,主要受环境压力的影响,石门和五峰种群进入衰退期相对较晚,主要受生理衰退的影响;时间序列分析显示,在未来2~8个龄级时间内,桑植、石门和五峰种群的幼龄个体数量会减少,中老龄个体数量会增加,秭归种群幼龄和中龄个体逐渐减少,老龄个体先增加后逐渐减少,须采取适当的抚育措施,以避免种群衰退。针对长果安息香的生存现状,建议加强对原生境的保护和人工繁殖技术的研究,以促进种群数量的稳定增长。

植物竞争和昆虫取食调节入侵植物对土壤细菌群落和功能的影响

以入侵植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb)、本土近缘种莲子草(Alternanthera sessilis(L.)DC)、生防昆虫莲草直胸跳甲(Agasicles hygrophila(Selman&Vogt))和本地昆虫虾钳菜披龟甲(Cassida piperata(Coleoptera:Cassididae))为研究对象,建立3种植物种植方式(空心莲子草单种、莲子草单种、空心莲子草和莲子草混合种植)和4种昆虫取食类型(无昆虫取食、虾钳菜披龟甲取食、莲草直胸跳甲取食、两种昆虫同时取食),通过高通量测序技术探究植物竞争、昆虫取食以及二者交互作用如何调控入侵植物对土壤细菌群落的影响。结果显示,植物竞争、昆虫取食及其交互作用对土壤细菌群落的物种多样性指数(Observed sub-OTUs)、香农指数(Shannon)、系统发育多样性指数(Phylogenetic diversity)和均匀度指数(Evenness)均无显著影响。表明不论是空心莲子草还是莲子草均不影响土壤细菌的alpha多样性,并且植物竞争和昆虫取食对土壤细菌alpha多样性没有调控作用。但植物竞争显著改变了土壤细菌群落结构,降低了绿弯菌和化能异养型细菌的相对丰度,而增加了酸杆菌的相对丰度。同时,植物竞争与昆虫取食的交互作用可以调控空心莲子草对土壤细菌群落结构、优势门类和功能类群的影响,说明生物胁迫对土壤微生物的群落结构和功能具有调控作用。准确评估外来入侵植物的影响时需要考虑其所入侵生境的生物因素。

腺苞树萝卜,中国杜鹃花科一新记录种

报道了中国杜鹃花科(Ericaceae)一新记录种:腺苞树萝卜[Agapetes nana(Griff.)Hook.f.]。该种以花萼筒基部具有一圈具柄的腺毛组成的副萼状总苞,花冠筒裂至2/3,裂片反卷而与同属其他种类明显区别。该种原仅分布于印度东北部和缅甸北部,现首次在中国发现其分布。同时,提供了本种的描述和彩色图片,并首次报道成熟的花部形态,凭证标本保存于中国科学院西双版纳热带植物园标本馆(HITBC)。

缅甸树萝卜和深裂树萝卜,老挝杜鹃花科植物二新记录种

报道了老挝杜鹃花科树萝卜属2新记录种:缅甸树萝卜(Agapetes megacarpa W.W.Smith)和深裂树萝卜(A.lobbii C.B.Clarke),前者分布于老挝琅勃拉邦省(Luang Prabang Province),后者分布于万象省(Vientiane Province),凭证标本保存在俄罗斯科马洛夫植物研究院标本馆(LE)。提供了每种的凭证标本、分布信息和彩色照片,分别利用繁殖器官性状和营养器官性状编制了老挝3种树萝卜属植物的检索表。

中国樟科厚壳桂属系统发育与物种多样性研究

本研究利用形态性状和2个分子标记(ITS和RPB2),对国产厚壳桂属(Cryptocarya)物种进行系统发育研究,并简要分析其物种多样化的成因。结果显示,形态和分子证据均支持将国产厚壳桂属物种划分为两个组:离基三出脉组和羽状脉组。云南、海南、广西和广东地区可能是国产厚壳桂属物种分化的“摇篮”,这些地区分布着我国90%以上的厚壳桂属物种。大多数国产厚壳桂物种形态特征十分相似,分子序列也没有显著差异,推测可能是近期物种快速分化形成所致。

四川卧龙国家级自然保护区马先蒿属一新种——熊猫马先蒿

熊猫马先蒿(Pedicularis pandania)是在四川卧龙国家级自然保护区发现的马先蒿属一新种。该新种属于互生叶类群,其基生叶成丛,花冠属于短管有喙型,且下唇将喙包裹住,花管在近萼端发生约180度的扭旋使得花冠下唇在侧上方,这一特征明显区别于其他国产马先蒿物种。分子系统发育分析结果表明,熊猫马先蒿是Clade 7成员,虽然与火焰系、假欧氏系、喙齿系、拟蕨系和长喙系等成员构成姐妹关系,但熊猫马先蒿的花冠形态特征明显区别于近缘物种。

观赏竹新品种‘花叶摆竹’

‘花叶摆竹’Indosasa shibataeoides‘Huaye Baizhu’为竹亚科大节竹属Indosasa McClure摆竹I.shibataeoides McClure自然变异植株经过培育获得的新品种。2021年发现于广东省清远市清新区飞来峡镇以及广西贺州市姑婆山国家森林公园的天然摆竹林中,连续3年的新生叶片变异特征稳定。‘花叶摆竹’的叶片为绿色带黄白色条纹或黄色带绿条纹,有别于叶片纯绿色的摆竹,特别适合做观赏竹类。

极小种群野生植物黄梅秤锤树的光合生理特性

黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)是我国特有种,被列为国家Ⅱ级重点保护植物和极小种群野生植物。为探讨黄梅秤锤树对不同光环境的响应与适应,选择3种生境中(林窗、林下、全光照)的植株为研究对象,比较不同生境中叶片表型性状、光合特征和叶绿素荧光特征。结果表明:林窗和林下生境黄梅秤锤树的比叶面积(SLA)显著高于全光照生境,叶厚度(LT)和叶干物质含量(LDMC)显著低于全光照生境;最大净光合速率(Pmax)和光饱和点(LSP)在全光照生境中最高,光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)在林下生境中最低;林窗和全光照生境黄梅秤锤树的表观电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光量子产量[Y(II)]、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)都高于林下生境。黄梅秤锤树通过增加SLA,降低LCP、Rd和NPQ来适应弱光环境,通过增加LT、LDMC、LSP和NPQ来适应强光环境,对不同的生境表现出较强的适应性,对其种群更新与维持具有重要意义,也为其人工引种的成功提供重要保障。

四花球兰,云南球兰属(夹竹桃科萝藦亚科)一新种

描述了产自云南的球兰属一新种四花球兰(Hoya tetrantha J.F.Zhang,Y.H.Tong&N.H.Xia)。该种为附生灌木,具有一年生的顶生花序和小型叶片,而与产自缅甸的狄克森球兰(H.dickasoniana P.T.Li)相似,但该种叶片卵形至阔卵形,先端锐尖,具短尖头,花序通常具4朵花,萼片线形且较长而与后者区别。

湖南八大公山黄杉种群结构和群落特征研究

利用样方法对湖南八大公山黄杉(Pseudotsuga sinensis Dode)群落进行调查,分析黄杉群落的物种组成、区系特征、径级结构和物种多样性。结果显示,群落内共有维管植物132种,隶属于48科89属。群落垂直结构明显,分为乔木层、灌木层和草本层,黄杉是乔木层的优势种,另有檵木(Loropetalum chinense(R.Br.)Oliver)、马尾松(Pinus massoniana Lamb)和油桐(Vernicia fordii(Hemsl.)Airy Shaw)等主要伴生种,檵木为灌木层优势种,两色鳞毛蕨(Dryopteris setosa(Thunb.)Akasawa)为草本层优势种。群落区系组成以泛热带分布和北温带分布为主,具有明显的亚热带向温带过渡的性质。种群年龄结构可分为稳定型向衰退型过渡和衰退型2个类型,样方中幼苗和幼树极度缺失,中龄和老龄个体居多。黄杉、钩栲针阔混交林的物种多样性高于黄杉纯林,其中灌木层的多样性指数最高,乔木层的物种多样性指数最低。群落冠层郁闭度高造成的幼苗缺失可能是影响其濒危的主要原因,建议采取人为干扰创造林窗、加快繁殖技术研究等措施扩大其种群数量。

利用叶绿体基因组数据解析锦葵科梧桐亚科的系统位置和属间关系

分子系统学研究将传统梧桐科与锦葵科、木棉科和椴树科合并为广义锦葵科,并进一步分为9个亚科。然而,9个亚科之间的关系尚未完全明确,且梧桐亚科内的属间关系也未得到解决。为了明确梧桐亚科在锦葵科中的系统发育位置,厘清梧桐亚科内部属间系统发育关系,该研究对锦葵科8个亚科进行取样,共选取55个样本,基于叶绿体基因组数据,采用最大似然法和贝叶斯分析构建系统发育树。结果表明:(1)广义锦葵科中,刺果藤亚科和扁担杆亚科组成Byttneriina分支,Malvadendrina分支中山芝麻亚科为其他亚科的姐妹群,随后分出梧桐亚科(WCG、LSC和SSC矩阵构成的数据集),以及Malvatheca分支(木棉亚科和锦葵亚科)与非洲芙蓉亚科-椴树亚科的姐妹关系。(2)在梧桐亚科中,可乐果属分支(Cola clade)是独立一支,随后是酒瓶树属分支(Brachychiton clade)与苹婆属分支(Sterculia clade)+银叶树属分支(Heritiera clade)形成姐妹关系(WCG、LSC和CDS矩阵)。(3)在可乐果属分支中,可乐果属为梧桐属(含闭果桐属)和胖大海属+舟翅桐属的姐妹群。该研究基于叶绿体基因组数据基本澄清了广义锦葵科的亚科系统关系以及梧桐亚科内各属关系,系统发育树框架基本明晰,但梧桐亚科在Malvadendrina分支的位置和酒瓶树属在梧桐亚科的位置,以及梧桐属的概念及范围仍需进一步研究,尤其是结合核基因组数据进行分析。

湖北省栲类林群落学特征研究

通过设置样方,在全面调查湖北省内各栲类林的基础上,对湖北省栲类林的物种组成、区系成分、群落结构及类型,以及影响群落结构的环境因子进行研究。结果显示:(1)在所调查的湖北省栲类林中共记录维管植物88科210属376种,其中乔木层中常绿树种有73种、落叶树种有48种,构成了以常绿树种为主的典型常绿阔叶林;(2)从科的区系组成来看,热带成分多于温带成分;从属的区系组成来看,热带成分与温带成分大体相当;(3)湖北栲类林生物多样性有显著的经度和海拔格局,但受纬度影响不大。土壤因子中仅氮含量对物种多样性格局影响显著;(4)湖北省栲类林可分为5个群系,即:苦槠(Castanopsis sclerophylla(Lindl.)Schott)林、钩栲(Castanopsis tibetana Hance)林、栲(Castanopsis fargesii Franch)林、甜槠(Castanopsis eyrei(Champ.)Tutch.)林和罗浮栲(Castanopsis faberi Hance)林。在各环境因子中,海拔、经度、坡度和土壤磷含量对群落组成的影响最大,地理因子和土壤因子对栲类林群落组成影响的总解释率为68.94%;(5)在5个群系中大部分乔木及栲属植物的径级分布呈单峰形,种-多度分布表现为典型的具有少数常见种、多个偶见种的倒“J”形曲线。研究表明湖北省栲类林物种多样性高,生物多样性丰富,植物区系热带成分明显,主要包含5个群系,地理因子和土壤因子可以解释大部分的群落物种组成变异。该研究可为湖北省常绿阔叶林保护和管理提供理论依据和数据支持。

珍稀植物连香树在其中国分布区北缘的种子性状及幼苗更新限制

连香树(Cercidiphyllum japonicum)是第三纪孑遗植物,存在严重的幼苗更新限制。为验证生活史早期(种子萌发)限制中国分布区北缘连香树种群幼苗更新,并探讨其主要成因,本研究在秦岭和太行山脉采集不同种源地的种子,测定其形态性状、营养元素含量和质量、不同贮存时间的活力及不同温度条件下的萌发性状,通过方差分析、相关分析等方法对不同种源地的种子性状进行分析。结果表明:在中国分布区北缘,其种子长度(P<0.001)、萌发率(P<0.001)、平均萌发时间(P<0.001)、氮(P<0.05)和磷含量(P<0.001)在不同种源间存在显著差异;而在区域尺度上(秦岭与太行山),仅种子碳含量存在显著差异(P<0.01)。天水种群的种子萌发率最高(21.77%),平均萌发时间最长(11.12d);栾川的萌发率最低(1.38%),平均萌发时间最短(3.47d)。在25℃条件下,济源种群的种子萌发率显著高于10℃、15℃和20℃条件下(P<0.05),而其他种源地的萌发率在不同温度条件下无显著差异。在4个温度条件下,栾川种群种子的初始萌发时间无显著差异,而其他4个种源地的初始萌发时间都随温度升高而缩短。相关分析结果表明,种子萌发率与种子活力密切相关,而种子活力与种子质量、种子的氮和磷含量显著相关。在中国分布区北缘,连香树种子的自身属性(质量、氮和磷含量)通过影响种子活力间接影响萌发率;且种子萌发对温度的响应主要表现在萌发时间上。本研究证实种子萌发是限制连香树种群幼苗更新的关键阶段,主要原因如下:(1)连香树种子在9月成熟后,10月的温度仍适宜种子萌发,但较短生长期的幼苗在冬季低温下不能存活;(2)连香树种子萌发率低(14.4%);(3)第二年春天种子活力骤降。