庐山植物园迁地保育的12种杜鹃观测初探

对江西省庐山植物园杜鹃专类园迁地保育的12种杜鹃进行了3年的物候及开花期与展叶期观测研究,结果表明:(1)开花最早的为马缨杜鹃,开花最晚的为喇叭杜鹃;杜鹃露蕾时颜色最深、开放后花冠逐渐变大,但花色慢慢变淡,至花谢时花冠变小枯萎;花和果最大的是广福杜鹃,背绒杜鹃最小。(2)展叶最早的是红色闹羊花,展叶最晚的为喇叭杜鹃,白花红滩杜鹃的叶片最大,背绒杜鹃叶片最小。(3)物候发生时间随年度不同而有波动,但物候发生次序和开花期与展叶期规律未见随年份而变化。这些物候观测及开花期与展叶期特征为加强杜鹃迁地保育及园林应用提供了参考。

杜鹃花属植物干旱胁迫研究进展

杜鹃花为世界三大高山花卉和中国十大传统名花之一,具有极高的观赏价值和广阔的园林应用前景。但是,杜鹃花大多自然分布于高海拔山地,受遗传机制制约,性喜冷凉湿润气候,干旱是制约其迁地保育和园林应用的关键因子。杜鹃花种类繁多、分布地域较广、生态类型多样,不同物种(品种)对干旱胁迫的响应机制存在差异。该文从种子发芽、形态与解剖特征、生理与生化指标、基因表达等方面综述了杜鹃花对干旱胁迫的响应机制以及外源物质提高杜鹃花抗旱性的国内外研究进展,分析了当前该研究领域存在的不足,提出了今后工作中应加强不同生态类型及不同抗旱性杜鹃的水分利用策略和抗旱机制,以及菌根真菌提高杜鹃花抗旱性的基因调控机制与优良菌株筛选等研究,为我国杜鹃花多样性保育、抗旱性资源发掘及园林应用等提供参考依据。

庐山植物园9种杜鹃花属植物种子萌发特性观测

杜鹃花作为城市园林绿化中的重要观赏树种,了解其种子萌发的特性对杜鹃花的推广应用具有重要意义。以庐山植物园9种杜鹃属植物为实验材料,在25℃恒温条件下对其萌发情况进行观测,分析不同种杜鹃的千粒重和萌发特性差异,结果表明:杜鹃花植物种子较为细小,千粒重仅为0.134~0.268 g。室温贮存下不同杜鹃花属植物的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数等指标的变化趋势相同,其中百合花杜鹃的四个萌发指标均处于9种杜鹃的首位。通过萌发特性分析比较,不同种杜鹃花萌发能力大小为百合花>广福杜鹃>猴头杜鹃>云锦杜鹃>短脉杜鹃>腺绒杜鹃>桃叶杜鹃>红滩杜鹃>井冈山杜鹃,为扩大杜鹃花的种子繁育及引种驯化提供了理论依据。

赤霉素和干旱胁迫单一处理对珍稀濒危植物小溪洞杜鹃种子萌发的影响

为了确定赤霉素和干旱胁迫对小溪洞杜鹃(Rhododendron xiaoxidongense W.K.Hu)种子萌发的影响,对江西井冈山野生小溪洞杜鹃的种实形态特征进行了观测,对质量浓度0~500 mg·L^(-1)赤霉素3(GA_(3))和质量体积分数0%~20%聚乙二醇-6000(PEG-6000)处理下小溪洞杜鹃的种子萌发指标进行了比较,并对GA 3和PEG-6000浓度与种子萌发指标进行了Pearson相关性分析。结果表明:小溪洞杜鹃的果实为蒴果,密被长腺毛;种子长和宽均值分别为3.15和1.40 mm,种子千粒质量均值为0.212 g,且种子具翅,种皮为黄褐色。与对照(0 mg·L^(-1)GA_(3))相比,50~200 mg·L^(-1)GA_(3)处理组小溪洞杜鹃种子的萌发时滞、萌发高峰期和萌发持续时间均缩短,平均发芽速率显著减小,发芽率、发芽势和发芽指数均升高。总体来看,100 mg·L^(-1)GA_(3)对小溪洞杜鹃种子萌发有明显的促进作用,而500 mg·L^(-1)GA_(3)对其种子萌发有一定的抑制作用。质量体积分数5%PEG-6000处理组小溪洞杜鹃种子的萌发时滞较对照(质量体积分数0%PEG-6000)显著(p<0.05)缩短,幼苗中的可溶性蛋白质含量显著低于对照,其余指标与对照差异不显著;质量体积分数10%PEG-6000处理组仅萌发持续时间显著低于对照,其余指标与对照差异不显著;除发芽势外,质量体积分数20%PEG-6000处理组其余萌发指标均受到显著抑制。相关性分析结果显示:GA 3质量浓度与小溪洞杜鹃种子的萌发高峰期和萌发持续时间分别呈极显著(p<0.01)和显著负相关,相关系数分别为-0.661和-0.554;与萌发时滞和可溶性蛋白质含量呈显著正相关,相关系数分别为0.584和0.627。PEG-6000质量体积分数与萌发时滞、萌发高峰期、平均发芽速率和可溶性蛋白质含量呈极显著正相关,相关系数分别为0.918、0.849、0.832和0.860;与发芽率和发芽指数分别呈显著和极显著负相关,相关系数分别为-0.620和-0.811。综合分析显示:小溪洞杜鹃种子具有较好的传播扩散能力。100 mg·L^(-1)GA 3对小溪洞杜鹃种子萌发的促进作用明显,且小溪洞杜鹃种子具有一定的耐旱性,能够耐受低水平(质量体积分数5%~10%PEG-6000)的干旱胁迫。

基于MaxEnt模型的濒危观赏植物福建柏潜在适生区预测

福建柏(Fokienia hodginsii(Dunn)Henry et Thomas)是我国特有珍稀濒危植物,具有重要的经济价值和观赏价值,了解其潜在的适宜分布区将有利于科学合理地制定保护措施。本文基于84个福建柏实际分布数据和11个环境变量参数,运用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)对福建柏在中国的适生区进行预测。结果显示:(1)ROC曲线下面积AUC值为0.966,表明MaxEnt模型预测效果精准;(2)福建柏的高度适生区主要集中在武夷山、罗霄山和南岭等大型山脉,包括江南丘陵、闽浙丘陵、两广丘陵及四川盆地的局部区域;(3)刀切法(Jackknife)检测结果表明,影响福建柏分布的主要环境因子是最冷月最低温、年降水量和最干月降水量,推断夏秋季雨水对福建柏授粉的影响可能是限制其自然更新和分布的关键因素。

珍稀濒危植物野生莲的适生分布区预测

基于野生莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)136个分布点的数据和14个环境因子参数,运用规则集遗传算法(GARP)和最大熵(MaxEnt)两个生态位模型对他们在我国的适生分布区进行预测。结果显示:根据GARP和MaxEnt模型计算得到的ROC曲线下面积的AUC均值分别为0.861和0.964,其中MaxEnt模型的AUC值更大,预测结果更精准。MaxEnt模型预测结果表明,莲的最适分布区主要集中在四川、湖北、湖南等地的大部分地区,江西北部,以及黑龙江、辽宁、浙江、广东等地的小部分地区。刀切法(Jackknife)检测结果表明,影响莲适生分布区的主要环境因子包括:水汽压、海拔、年平均气温、多年平均降水量、最热季节平均温度、最冷季节平均温度、最干月降水量、最冷月最低温和最热月最高温等。适生区环境因子的统计分析结果显示,野生莲最适宜生长在海拔1~2216 m、年降水量丰富(1202.50 mm)、年均温约为16.19℃、最热月温度范围在24.60℃~35.10℃、最冷月均温不低于-0.53℃的地区。研究结果可为有效保护中国野生莲资源提供有利依据。

诸广山地区石松类和蕨类植物资源及区系研究

通过多次野外调查及资料整理,对诸广山地区石松类和蕨类植物的资源组成、地理成分、生态环境等方面进行了分析研究。结果显示:(1)诸广山地区共有石松类和蕨类植物37科、87属、249种,优势科为鳞毛蕨科、水龙骨科、金星蕨科、蹄盖蕨科、凤尾蕨科,优势属为鳞毛蕨属、凤尾蕨属、复叶耳蕨属、卷柏属,单种科有12个,单种属有39个,这些丰富度高的蕨类中既有古老孑遗种又有新生代年轻种,反映了该区蕨类植物的古老性与延续性。(2)从分布区类型来看,该区石松类和蕨类植物区系中以热带性质的科和属占绝对优势,分别占除世界分布类型外总科、属数的89. 3%和77. 6%,以泛热带分布类型为主。但种的地理成分复杂,温带成分略显优势,占50. 6%,以东亚分布类型为主,中国特有分布种占23. 3%;热带成分的种占26. 1%,以热带亚洲分布类型为主。表明该蕨类植物区系具有热带亲缘性,是明显的热带向温带过渡地段。(3)该区以土生蕨类群落类型为主,树生蕨类与石生蕨类随海拔升高而增多,物种丰富度在800-1 500 m处最高。

基质配比对4个高山杜鹃品种扦插苗根系发育的影响

以4个观赏性高、适应性强的高山杜鹃品种当年生木质化顶枝为试验材料,采用4个品种×4种基质的两因素完全随机区组设计,研究不同基质配比对高山杜鹃品种扦插生根及扦插苗根系发育的影响,阐明品种间的生根难易及适宜的基质组成,以期筛选出品种与基质的最佳育苗组合.结果表明:高山杜鹃品种在扦插第46~60 d时生根,不定根主要发端于愈伤组织,属于以愈伤组织生根为主的生根类型.品种和扦插基质对除插穗成活率、愈伤率外的8个指标均有极显著的影响(p<0.01),且基质影响大于品种.隶属函数综合评价表明,16个处理中R.‘Eucharitis’与M_(1)(1∶1∶1)组合U值最大,而R.‘Polaris’与4种基质组合的U值排名最后.高山杜鹃品种扦插生根困难,受品种、基质及其交互效应的显著影响;4个品种育苗效果依次为R.‘Eucharitis’>R.‘Tortoise Shell Orange’>R.‘Annne rose Whitney’>R.‘Polaris’;4种基质效果依次为M_(1)(1∶1∶1)>M_(2)(3∶1∶1)>M_(3)(1∶1∶3)>M_(4)(1∶3∶1);不同品种对基质的生根响应存在差异,R.‘Eucharitis’与M_(1)(1∶1∶1)组合可用于产业化育苗.

庐山黄山松种群结构及数量动态研究

庐山黄山松(Pinus taiwanensis)广泛分布于海拔800 m以上至山顶地段,在庐山现存植被中占有非常重要的地位。为了更好地了解黄山松在庐山的更新和演替情况,该文通过对庐山黄山松种群的调查,以种群径级结构代替年龄结构,采用“空间代时间”的分析方法,编制庐山黄山松种群的静态生命表,结合种群结构动态指数、时间序列平均推移法模型等方法对黄山松的种群结构和数量动态进行了分析。结果表明:(1)庐山黄山松种群结构呈纺锤形,幼龄和老龄个体数量较少,中龄个体多,目前处于比较稳定的阶段。(2)黄山松种群死亡高峰出现在第8龄级,个体平均期望寿命第2龄级最大,种群存活曲线属于Deevey-Ⅰ型。(3)随着时间的推移,老龄个体逐渐增多,小径级出现缺失,种群表现出衰退趋势。建议在保护区经营和管理的过程中,对黄山松林进行适当的人工抚育,补植一些适宜的落叶阔叶树种,以丰富该地区的树种多样性以及群落结构。

狭果秤锤树自然种群分布格局

【目的】揭示狭果秤锤树Sinojackia rehderiana自然种群不同生活史个体分布格局,为该种群的保护提供科学依据。【方法】以自然分布于江西省永修县的狭果秤锤树种群为对象,采用相邻格子样方调查法、空间代替时间和O-ring完全随机零模型法,对狭果秤锤树自然种群不同生活史阶段个体的空间分布格局和空间关联性进行分析,探讨其空间分布格局形成原因。【结果】狭果秤锤树径级结构和高度级结构完整,幼苗和幼树的数量在整个种群中占绝对优势,种群更新状态良好,属增长型种群。狭果秤锤树种群在从幼苗发育到成树的过程中,在小尺度上聚集分布,大尺度上为随机分布至均匀分布;随着龄级的增加,聚集分布趋势减弱。在较小的尺度上,不同生活史阶段个体表现出正相关或不相关,在较大的尺度上则表现为不相关或负相关;负相关性主要表现在幼苗与中树、幼树与中树、幼树与成树间(P<0.05)。【结论】在自然状态下,狭果秤锤树分布格局受自身生物学特性和种内、种间竞争影响,幼苗和幼树生长受限但数量较多,种群目前尚未达到稳定状态。

外源激素对比利时杜鹃扦插根系特征的影响

比利时杜鹃是国外引种的具有较高观赏价值的园艺杂交品种。为进一步探讨外源激素对国外引进杜鹃品种扦插根系特征的影响,以当年生的半木质化枝条为材料,设置不同浓度植物生长调节剂,分析对杜鹃扦插生根过程中根系特征参数变化影响。结果表明:激素处理总体上对杜鹃扦插成活率、干物质积累、根系特征都有显著或极显著的影响,以100 mg·L^(-1)和200 mg·L^(-1)的IBA浓度对杜鹃插穗生长最有利;品种Marcel Menard、Marie Fortier根系特征参数整体上高于品种Roseum Elegance、Percy Wiseman,在产业化推广上具有一定优势;最长根长的变化与根表面积以及根体积呈显著的正相关,外源激素促进了插穗的成活率和不定根根系的生长,激素处理后插穗的根系参数明显高于对照。总之,插穗自身特性及外源激素调控在杜鹃扦插生根过程中扮演重要的角色,激素的使用对杜鹃的扦插繁殖具有一定的积极作用。

庐山不同海拔茶树光合响应差异研究

为明确茶树光合活性和光系统Ⅱ(PSⅡ)的光抑制对海拔梯度的响应规律,以茶树品种庐山本地群体种为材料,观测了庐山5个不同海拔高度茶树叶片的光合气体交换和叶绿素荧光参数。结果表明,叶片厚度、最大净光合速率(Pnmax)、PSⅡ最大相对电子传递速率[rETR(Ⅱ)max]、光补偿点(Ic)、光饱和点(Isat)、半饱和光强(Ik)、水分利用效率(WUE)等随海拔升高呈增加趋势,水汽压亏缺(VPD)、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度、暗呼吸速率(Rd)等随海拔升高而呈下降趋势。PSⅡ潜在最大光化学量子产量(Fv/Fm)随海拔升高而增加;PSⅡ非调节性能量耗散量子产量[Y(NO)]随海拔升高而降低。PSⅡ实际光化学量子产量[Φ(Ⅱ)]、光化学淬灭(qP)、PSⅡ相对电子传递速率[rETR(Ⅱ)]均随海拔升高而增加。综上分析,茶树在庐山低海拔处的光合作用和PSⅡ活性显著低于高海拔处,这与低海拔处叶片PSⅡ受到光抑制密切相关。

三种常绿阔叶树光系统Ⅱ在低温胁迫下的光抑制及恢复

冬季低温胁迫对亚热带常绿阔叶树光合活性的主要影响之一,体现在光合机构的低温光抑制。为了阐明冬季低温胁迫下常绿阔叶树光系统Ⅱ的光抑制程度及光保护机制,该文研究了冬季自然低温胁迫(零下低温冻害和零上低温寒害)对红叶石楠、枇杷和猴樟三种亚热带常绿阔叶树光合机构光系统Ⅱ(PSⅡ)光抑制的影响以及春季气温回暖后的恢复情况。结果表明:冻害和寒害低温胁迫使猴樟的PSⅡ活性显著降低,PSⅡ受到较严重的光抑制,低温胁迫解除后PSⅡ活性未能完全恢复。红叶石楠PSⅡ活性下降程度和光抑制程度最轻,春季PSⅡ活性显著上升,光抑制显著下降。枇杷PSⅡ活性和光抑制程度介于猴樟和红叶石楠之间。低温胁迫下红叶石楠的非光化学猝灭(NPQ)接近常温水平;枇杷的NPQ略有降低,春季恢复正常;猴樟NPQ最低,春季低温解除后仍不能完全恢复。此外,三种常绿阔叶树在冬季低温胁迫和春季恢复时期的NPQ与PSⅡ的光抑制程度存在显著的负相关关系。综合以上结果分析表明,冬季低温对红叶石楠PSⅡ影响不大,对枇杷有一定影响但春季气温回暖后可以及时恢复,对猴樟PSⅡ有显著的光抑制且恢复过程较慢,同时NPQ对保护常绿阔叶树PSⅡ免受冬季低温光抑制有重要的贡献。

罗霄山脉种子植物区系及其南北分化特征

本文基于野外调查和文献资料整理,对罗霄山脉种子植物区系及其自北向南5条中型山脉之间的区系过渡性特征进行了系统分析。结果表明:(1)该区域内野生种子植物有179科1,107属4,314种;区系表征科主要以亚热带山地为现代分布中心。科的区系组成为:单型科25科,寡种科61科,单型属465属,寡种属432属,呈现出区系特征上的孑遗性,也显示出本地区系成分与典型热带成分及典型温带成分间存在密切交流。(2)科的地理成分共分为10个类型,以热带性成分占明显优势,热带性科83科及温带性科40科分别占非世界性科总数的67.48%和32.52%;属的地理成分包括15个分布区类型,以温带成分占优势,温带性属534属及热带性属484属分别占非世界性属总数的52.46%和47.54%。属分布区类型以泛热带分布、热带亚洲分布、北温带分布、东亚分布为主,体现出本地区与古热带植物区系及温带第三纪植物区系的紧密联系。(3)罗霄山脉5条山脉间区系组成呈现出明显的南北分异特征,自北向南热带属与温带属比值逐渐增大,北段幕阜山脉温带性成分明显占优势,与华中区系关联密切,而南段万洋山脉、诸广山脉热带性属较占优势,分布有丰富的华南区系成分。罗霄山脉地区是重要的区系交流通道,历史时期的气候波动是本地区现代区系分布格局形成的主要原因。

幕阜山脉石松类和蕨类植物多样性及生物地理学特征

通过资料收集及野外调查,得出幕阜山脉地区共有石松类和蕨类植物26科72属261种,具有一定的东西过渡性,为鳞毛蕨–铁角蕨植物区系,最大属为鳞毛蕨属(Dryopteris)(29种)。其中,庐山的物种丰富度较高(224种),以铁角蕨属(Asplenium)为主;幕阜山的物种密度较大(2.09种/km^2),以卷柏属(Selaginella)为主;九宫山以瓦韦属(Lepisorus)为主;三者共通种有95种,新特有现象较丰富。该区属种分化限制明显,表现在单种科、属及寡种科、属占总科数的60%及总属数的80%。从区系成分看,该区科、属以热带成分为主,科和属的热带性成分与温带性成分比值(R/T值)分别为2.6和2.3。与同纬度带山地石松类和蕨类植物属的R/T值比较,中亚热带与北亚热带交界带的蕨类植物属的R/T值在2.18–2.36之间;种的R/T值为0.2,为热带成分的5倍,表现出明显的温带性质,是罗霄山脉植物区系温带成分的重要组成部分。该区石松类和蕨类植物区系与华东、华南植物区系联系比较紧密,表现出华东与华南两区系成分的交汇。

末次盛冰期以来观光木的潜在地理分布变迁

观光木(Tsoongiodendron odorum)是木兰科的古老残遗物种,目前正面临严峻的生存威胁,属于极小种群濒危植物。通过生态位模型(ENM)能够重建观光木地理分布格局的历史变迁,探究气候变化对该物种分布的影响,并了解其地理分布与气候需求间的关系,从而为全球变暖背景下观光木的保护提供理论基础。该文基于96条现代分布记录和8个环境变量,采用最大熵(MaxEnt)模型模拟观光木在末次盛冰期、全新世中期、现代和未来(2061-2080年,RCP 8.5)的潜在分布区,利用SDM toolbox分析观光木的地理空间变化,并综合贡献率、置换重要值和Jackknife检验来评估气候因子的重要性。研究结果表明:(1)观光木的高度适生区在南岭地区,末次盛冰期时没有大尺度向南退缩,很可能在山区避难所原地存活;(2)在全新世中期和未来两个增温的气候情境下,观光木的分布区均表现为缩减,其中未来分布的减幅更大,表明气候变暖对观光木的生长有一定的负面影响;(3)总体上看,观光木各个时期的地理分布范围相对稳定,说明观光木对气候变化有一定的适应能力,人为活动或自身繁育问题可能是致濒的重要原因,并建议对广东和广西群体进行优先保护。