秦岭山地太白红杉种群种实性状的生态可塑性研究

研究了太白红杉6个种群中13个种实性状的变异情况.结果表明,太白红杉种实性状在种群内和种群间均存在广泛的变异,除种子宽和种鳞宽的差异在种群间不显著外,其它11个性状在种群间差异均极显著;种群间种鳞长、种鳞宽、球果长宽比、种翅长和种翅宽的变异程度比种群内大,其它8个性状在种群内的变异程度比种群间大.海拔对太白红杉种实性状的影响比较明显,其中种子宽、种鳞长、种翅宽、种鳞宽、球果长、球果宽和种鳞数与海拔呈负相关,种子宽和球果宽相关性显著,种鳞长、种翅宽、种鳞宽、球果长和种鳞数相关性极显著;坡度与种鳞长宽比呈负相关;年降水与球果宽呈正相关.种子长宽比和种翅长宽比与海拔呈负相关.     

江南油杉种实性状变异及其与环境因子的关系

该研究以广西低海拔盆地向云贵高原过渡的连续地理区域内江南油杉(Keteleeria fortunei var.cyclolepis)林为对象,采用方差分析、多重比较、相关分析、逐步回归分析等方法,对4省(区)9个江南油杉天然种群的16个种实表型性状进行比较研究,探讨种群间种实表型性状多样性及其与地理环境因子的关系。结果表明:江南油杉种实表型性状在种群间存在丰富变异,16个种实性状在种群间均达到显著或极显著差异;9个种群中望谟种群变异最大(2.54%),16个种实表型性状中种子宽变异最大(9.04%),种群间种子性状的变异高于球果的变异,说明球果性状变异稳定性高;种实部分表型性状间呈显著或极显著相关,其中种子宽、种子厚、种子长宽比、种鳞长宽比、苞鳞长宽比是较为关键的性状,能在一定程度上反映种实质量;种子性状受地理环境因子的影响比球果大,表现为西部种源种子更趋于圆形,饱满,种翅较长,较宽;地理环境因子中,海拔与多数种实性状间呈显著相关性,是种实表型性状变异的主要来源,因此,海拔是影响种实表型性状变异的主要因素。该研究结果对进一步保护、利用江南油杉种质资源具有一定的指导意义。     

江南油杉(Keteleeria fortunei)种实性状变异及其与环境因子的关系

该研究以广西低海拔盆地向云贵高原过渡的连续地理区域内江南油杉(Keteleeria fortunei var. cyclolepis)林为对象,采用方差分析、多重比较、相关分析、逐步回归分析等方法,对4省（区）9个江南油杉天然种群的16个种实表型性状进行比较研究,探讨种群间种实表型性状多样性及其与地理环境因子的关系。结果表明：江南油杉种实表型性状在种群间存在丰富变异,16个种实性状在种群间均达到显著或极显著差异;9个种群中望谟种群变异最大（2.54%）,16个种实表型性状中种子宽变异最大（9.04%）,种群间种子性状的变异高于球果的变异,说明球果性状变异稳定性高;种实部分表型性状间呈显著或极显著相关,其中种子宽、种子厚、种子长宽比、种鳞长宽比、苞鳞长宽比是较为关键的性状,能在一定程度上反映种实质量;种子性状受地理环境因子的影响比球果大,表现为西部种源种子更趋于圆形,饱满,种翅较长,较宽;地理环境因子中,海拔与多数种实性状间呈显著相关性,是种实表型性状变异的主要来源,因此,海拔是影响种实表型性状变异的主要因素。该研究结果对进一步保护、利用江南油杉种质资源具有一定的指导意义。     

种子地理学研究的新进展

在已发表的“种子地理学”基本理论框架和内涵的基础上, 该文对种子地理学理论进行了补充和修订, 在以前提出的7个方面的研究内容基础上, 补充了土壤种子库的地理学、种子雨的地理学、种子散布方式的地理学三个方面的研究内容, 提出了“土壤种子库的三向(纬度、经度和海拔)梯度变化假说”和“种子散布模式的三向梯度变化假说”。还对以前提出的6个方面的研究内容进行了增补, 在“种子化学性状地理学”方面添加了种子稳定性同位素性状, 在“种子重量的地理学”方面添加了油质体性状, 在“种子形态性状的地理学”方面补充了种子长、种子宽、种子长宽比、种子的附属结构(如果翅的有无以及种子附属物种翅长、种翅宽、种翅长宽比)等性状, 在“花和果实的地理学”方面增添了一些新的关注对象, 如花瓣的长和宽、花萼长和宽, 还有果实的长、宽、高及其比值, 夏季成熟的果实及秋天成熟的果实比例等, 在“种子遗传学性状的地理学”方面添加了DNA含量这个性状, 在“种子细胞性状的地理学”方面增添了淀粉粒。     

暴马丁香不同种源种子和幼苗的表型性状变异及其与地理-气候因子的相关性

为探究不同产地暴马丁香﹝Syringa reticulata subsp. amurensis ( Rupr.) P. S. Green et M. C. Chang〕种子和幼苗的表型性状变异规律及其与地理-气候因子的关系,以来源于黑龙江、河北、北京、内蒙古、青海和山西的10个种源(包括6个野生种源和4个栽培种源)的种子和幼苗为实验材料,对种子长和宽、种翅长和宽、百粒质量、发芽率、叶长和宽、叶长与叶宽的比值、叶柄长、株高和地径12个表型性状进行测量;在此基础上,进行了方差分析、变异系数分析、主成分分析、聚类分析及相关性分析。结果显示：暴马丁香不同种源间种子和幼苗的表型性状均有极显著差异(P=0.01),差异较大的表型性状为发芽率、百粒质量、种翅长和种翅宽。种源内和种源间各表型性状的变异系数(CV)均差异较大,种源内CV值为1.39%~45.56%,种源间CV值为6.45%~42.76%;其中,种源内种翅长和种翅宽的CV平均值较大,发芽率和百粒质量的CV平均值均较小,而种源间发芽率和百粒质量的CV值则较大。主成分分析结果表明：暴马丁香表型性状间的差异主要体现在种子长、种子宽和叶长,其次为株高、发芽率、地径、叶宽和种翅宽。根据聚类分析结果,供试的10个种源被划分为4类,其中,来源于北京和内蒙古及3个来源于河北的种源聚为Ⅰ类,来源于黑龙江哈尔滨的2个种源聚为Ⅱ类,来源于山西的2个种源聚为Ⅲ类,来源于青海的1个种源单独聚为Ⅳ类,聚类结果与各种源的地理分布有关。相关性分析结果表明：各表型性状间及表型性状与地理-气候因子间均存在不同的相关性,其中,种子发芽率与种子的其他5个表型性状均无显著相关性;经度和纬度与各表型性状均无显著相关性,而海拔、年均温和无霜期则是影响表型性状变异的主要因子。综合分析结果显示：暴马丁香各种源间存在明显的地理遗传分化,地理隔离和生态因子的大幅变化导致其种子和幼苗的表型性状变异丰富。根据研究结果,对暴马丁香的保护和利用提出了一些建议。     

高山松种实性状与生殖适应性

高山松(Pinus densata)是云南松(P. yunnanensis)与油松(P. tabulaeformis)自然杂交产生的二倍体杂种,是植物同倍体杂交物种形成的典型案例。高山松分布于青藏高原东南缘,占据了两个亲本种都不能正常生长的高海拔地带。良好生殖适应性的产生是物种形成的关键,但对高山松在高海拔生境下生殖适应性的变异与杂交起源遗传背景关系的研究尚未见报道。该研究通过对来自该种分布区内6个代表居群样本、13个反映高山松生殖适应性的种实性状的分析,探讨了其生殖性状在居群水平的变异模式,揭示了具有不同遗传组成和起源历史的高山松居群的生殖特性。研究结果表明:6个研究居群在种实性状上存在显著差异;可育种鳞数、总种鳞数、总种子数、可育种鳞率和可育种鳞密度等与纬度呈显著负相关关系;球果结种率与经度和生态梯度值呈显著的正相关关系;胚珠败育率则与经度和生态梯度值呈显著的负相关关系;球果长度也呈现了与经度的显著负相关。高山松球果结种率很高,平均为74%;球果的结种数、种子长和种翅长与云南松、油松及其它松属双维管亚属多数种接近;球果长度、球果总种鳞数接近油松的报道。这些结果表明,高山松在亲本种不能正常生长、繁衍的高原环境下具备正常的生殖能力;其种实特征在居群间分化显著并呈现一定的地理梯度变化。居群间的显著差异反映了其杂种起源特性,与高山松居群的遗传背景有关,也反映了处在异质生态环境中的高山松居群具有各自的生殖生态进化趋向。     

不同经度天山云杉群落物种丰富度随海拔梯度变化

选择我国新疆境内天山山脉81°05′—93°415′E约12 个经度范围的昭苏、巩留、乌苏、乌鲁木齐和哈密5 个地点的天山云杉林进行垂直样带调查,分析不同经度位置天山云杉群落物种丰富度随海拔梯度的变化.结果表明：各经度的天山云杉群落是以天山云杉为优势树种的纯林,乔木和灌木种类很少,草本植物的物种丰富度主要由优势树种天山云杉控制.天山云杉在中等海拔范围分布最集中、郁闭度最大、生长最好、蓄积量最高,致使林下草本植物的物种丰富度最低.天山云杉群落草本物种丰富度随海拔梯度的变化呈山谷型曲线,可以用二次曲线方程y=ax²-bx+c(a,b,c＞0)进行描述.     

天山云杉天然林群落空间结构异质性分析

为了解天山云杉(Picea schrenkiana var. tianschanica)天然林群落空间结构的变异规律,沿天山山脉由西至东选择5个地点(昭苏、新源、呼图壁、天池、奇台),在每一地点沿海拔布设样带进行天山云杉群落调查,样带海拔区间为1700~2900 m。利用角尺度、大小比数分析其群落空间结构特征。结果表明: (1) 5个样带天山云杉角尺度平均值为0.545,群落呈团状分布格局;大小比数平均值为0.490,群落内林木的生长状态介于亚优势与优势之间。(2) 不同海拔高度天山云杉角尺度的变化显示随海拔高度的增加该群落呈现聚集分布-随机分布-聚集分布-随机分布的交替变化规律;大小比数随海拔高度的变化显示群落中天山云杉林木生长分化特征随海拔的增加呈现出亚优势-中庸-亚优势-劣势的规律。(3) 5个地点天山云杉角尺度平均值随着经度的变化较小,各地点均呈明显的整体团状分布;而林木大小分化由西至东表现为中庸木-亚优势木-中庸木的转变特征。     

青海云杉优良单株半同胞种子及其子代苗表型性状分析

青海云杉（Picea crassifolia）是我国西北地区重要的乡土树种,适应性强,在水土保持、城乡绿化和荒山造林等方面发挥着重要作用。为了解青海云杉半同胞种子及其子代苗表型性状变异特点,以青海云杉优良单株半同胞种子及其8年生半同胞子代苗为材料,分析比较不同优良家系半同胞种子及其子代苗表型性状。结果表明：青海云杉半同胞种子的种鳞、种翅、种子表型性状在家系间都存在极显著差异,且家系间和家系内存在广泛变异;青海云杉半同胞种子的种鳞长、种子长、千粒重的三者之间有着极显著的正相关关系;8年生青海云杉半同胞子代苗的苗高家系遗传力和遗传变异系数最大（0.951%、19.14%）,地径其次（0.737%、10.87%）,侧枝最小（0.642%、2.66%）;青海云杉半同胞种子及其子代苗表型性状的变异主要是由受遗传因素和环境因素共同控制。     

濒危植物凹叶厚朴种实特性

凹叶厚朴(Magnolia officinalis subsp.biloba)为中国二级保护植物。本文对该树种不同分布群体的种实性状进行了研究。结果表明:凹叶厚朴结实数量较少,平均结实3.19个;种实特征在不同种群间差异显著,其变异主要来源于单株间及单株内,其中果实性状的方差分量要大于种子性状,表明果实的性状较易受环境的影响;果实性状与郁闭度及土壤养分含量存在显著或极显著的相关性,种子宽与种子质量与海拔呈显著负相关,种子厚度与海拔呈极显著负相关,而与生境及土壤条件相关性并不明显。凹叶厚朴在野生状态下单株结实率低,单果出种率低是其濒危的重要原因之一。     

Geographic variation in seed traits within and among forty‐two species of Rhododendron (Ericaceae) on the Tibetan plateau: relationships with altitude,habitat, plant height,and phylogeny

Seed mass and morphology are plant life history traits that influence seed dispersal ability, seeding establishment success, and population distribution pattern. Southeastern Tibet is a diversity center for Rhododendron species, which are distributed from a few hundred meters to 5500 m above sea level. We examined intra‐ and interspecific variation in seed mass and morphology in relation to altitude, habitat, plant height, and phylogeny. Seed mass decreased significantly with the increasing altitude and increased significantly with increasing plant height among populations of the same species. Seed mass differed significantly among species and subsections, but not among sections and subgenera. Seed length, width, surface area, and wing length were significantly negative correlated with altitude and significantly positive correlated with plant height. Further, these traits differed significantly among habitats and varied among species and subsection, but not among sections and subgenera. Species at low elevation had larger seeds with larger wings, and seeds became smaller and the wings of seeds tended to be smaller with the increasing altitude. Morphology of the seed varied from flat round to long cylindrical with increasing altitude. We suggest that seed mass and morphology have evolved as a result of both long‐term adaptation and constraints of the taxonomic group over their long evolutionary history.     

Comparison of Seed Weed dispersed Characteristics between Pinus yunnanensis and Keteleeria evelyniana

Seed morphological and wind dispersed characteristics of Pinus yunnanensis and Keteleeria evelyniana were compared in this study to clarify the relationship among seed morphological, dispersal characteristics and wind dispersal ability. The results showed that: 1)Seed wing loading had the greatest effect on the seed settlement velocity, but the effect of seed shape(the ratio of seed wing length to width) on it was unobvious. Seed morphological and dispersal characteristics of two species slightly influenced the horizontal dispersal distance. 2)Seed morphological characteristics(weight, length, width and seed wing area) of Pyunnanensis were significantly lower than Kevelyniana’s. 3) The ratio of seed wing length to width of Pyunnanensis was greater, and had less seed wing loading than Kevelyniana, the seed settlement velocity of Pyunnanensis (773cm·s-1) was lower than Kevelyniana’s (1169cm·s-1). Meanwhile, the seed horizontal dispersal distance(075m) under same wind speed was further than Kevelyniana’s (071m). The present study indicated that wind dispersal ability of Pyunnanensis’ seed was stronger. The research results provided more knowledge to understand seed wind dispersal mechanism and seed adaptation strategies in term of evolution and ecology.     

云南松与云南油杉种子风力传播特征比较

以云南松和云南油杉为研究对象,分析种子形态特征（质量、长度、宽度、种翅面积）和传播特征（狭长度、翅载力、沉降速度、水平传播距离）之间的关系,比较2物种种子风力传播特征及传播能力的差异。结果表明：1）种子翅载力对沉降速度的影响最大,种子形状（狭长度）对沉降速度的影响较弱．种子水平传播距离受各形态特征和传播特征的影响不明显;2）云南松种子的所有形态特征值均极显著低于云南油杉种子;3）种子传播特征中,云南松种子的狭长度较大,翅载力较小,沉降速度（77．3cm．s^-1）小于云南油杉（116．9cm·s^-1）,水平传播距离（0．75m）大于云南油杉（0．71m）,云南松种子的风力传播能力较强。本研究可为深入理解种子风力传播机制以及种子的进化生态适应策略提供相关理论依据。     

温带-亚热带栓皮栎种子形态的变异及其与环境因子的关系

在区域尺度上(25.14°-40.25° N, 99.87°-122.07° E), 采集20个栓皮栎(Quercus variabilis)种群的种子样品, 测定种宽、种长, 并计算宽长比形态指标, 探讨了区域尺度上种子形态变异特点及其与环境因子的关系。结果表明, 栓皮栎种子的宽度和长度变化幅度分别为1.21-2.18 cm和1.20-2.96 cm; 宽长比的变化幅度为0.57-1.10。栓皮栎的种宽与种长呈显著的正相关关系。单因素方差分析表明, 种宽、种长和宽长比在种群间差异显著(p < 0.001)。种长与等效纬度呈负线性(R² = 0.18; p = 0.05), 与经度呈凸型的变异关系(R² = 0.43; p = 0.009)。种宽和种长与最热月平均气温呈极显著正相关(R² = 0.35; p = 0.006; R² = 0.30; p = 0.012), 而与最湿季降水量呈显著负相关(R² = 0.28, p = 0.019; R² = 0.24, p = 0.017)。种子宽长比没有明显的变化趋势, 大致趋于恒定(0.88 ± 0.08)。     

麻楝种子形态和营养特征遗传变异分析

为系统揭示麻楝种源间种子形态和营养成分的变异程度和变异规律,以8个国家26个种源麻楝种子为试验材料,对不同种源麻楝种子的形态特征和营养成分进行比较分析。多重比较结果表明,麻楝种源间种子的长、宽、厚、长宽比、百粒重以及可溶性蛋白质、可溶性糖和淀粉含量差异极显著;相关分析表明,种子百粒重与种子长、种子宽呈极显著正相关,可溶性蛋白质、可溶性糖和淀粉含量与百粒重均呈极显著正相关;主成分分析结果显示,影响麻楝种子品质的第1主成分主要是种子形态性状,即种子长、百粒重和种子宽,第2主成分是种子营养成分;通过分析麻楝种子形态特征及营养成分变异系数可知,麻楝种子形态变异系数大于营养成分变异系数,表明种子形态受外界环境影响较大。通过主成分聚类分析,将26个种源分为2个集群,第1集群包括澳大利亚和马来西亚2个种源,其特点是种子形态较大、百粒较重、养分含量较高;第2集群包括其余24个种源。结合聚类分析和种子形态与地理气候因子相关分析结果可知,麻楝种子形态变异具有一定的地理区域特征,与分布区的自然地理因素有一定的相关性,麻楝分布区南部种子较大而北部种子较小。     

中国滨海沼泽湿地芦苇种子功能性状的纬度梯度变异

种子功能性状反映了植物适应环境变化的繁殖对策,这是植物在自然环境选择和遗传上的一种进化行为,对深入认识植物及种子对环境的长期适应性进化意义重大。本研究对中国滨海6个省市9个地区的滨海沼泽湿地(21°29′—40°57′ N)主要土著植物芦苇种子功能性状(包括种子大小、重量、结实率和产量)进行研究,分析其纬度变异规律。结果表明: 我国滨海湿地芦苇种子各功能性状在不同纬度差异显著,各功能性状间具有显著的相关性。芦苇种子大小(种长、种宽、种形指数、长宽比、种子表面积)和百粒重与纬度呈显著的二次函数关系,随着纬度升高先降后升,而种子结实率呈现先升后降的规律,芦苇种子数量与大小间存在着权衡关系。单位面积种子产量随着纬度升高显著增加。逐步回归分析显示,气候因素是影响不同纬度间芦苇种子功能性状差异的主要因素,土壤孔隙水的pH和盐度次之。     

浙江楠种群表型变异

以探讨浙江楠(Phoebe chekiangensis)种群间和种群内的表型变异程度和变异规律为目的, 对其分布区9个种群的10个表型性状进行了研究。采用巢式方差分析、变异系数、多重比较和相关分析等多种分析方法, 对种群间和种群内的表型多样性及其与地理生态因子的相关性进行了讨论。研究结果表明: 浙江楠叶片、种子等表型性状在种群间和种群内均存在着丰富的变异, 10个性状在种群间、种群内的差异均达极显著水平; 种群内的变异(21.74%)大于种群间的变异(18.45%), 表型性状的平均分化系数为41.43%, 种群内变异是浙江楠表型变异的主要变异来源。各性状平均变异系数为12.78%, 变化幅度为6.50%-19.38%。种群间叶片的平均变异系数(16.99%)高于种群间种子的平均变异系数(8.58%), 表明种子的稳定性高于叶片。叶宽、叶面积与叶片其他性状间多呈显著或极显著相关, 种子千粒重与种子宽、种子体积显著正相关; 而种子和叶片的各性状间多无显著相关性。种子宽、种子体积和种子千粒重随着海拔的增加出现减小的趋势, 种子体积受纬度控制, 随着纬度的增大表现出增大的趋势。     

我国格木的地理分布与种实表型变异

在调查格木(Erythrophleum fordii)主要天然分布区及资源现状的基础上, 研究了荚果和种子的11个表型性状在8个格木天然群体内和群体间的变异规律, 探讨了种实表型变异与地理、环境因子的相关性。结果显示: 格木天然林主要分布在广西、广东和福建3省区北回归线附近低海拔地区, 大部分呈散生状态或小群体; 格木荚果和种子的长度、宽度、形态指数以及每个荚果内种子数、种子厚度和千粒重在群体间和群体内单株间均存在显著差异; 荚果性状在群体间和群体内的变异均大于种子性状; 每个荚果内种子数与荚果的长度、形态指数以及种子的长度、大小呈显著正相关, 种子长度和宽度与荚果大小、种子千粒重与荚果宽度均呈显著正相关; 荚果形态指数与经度呈显著负相关, 种子千粒重与纬度、种子宽度与海拔和年降雨量、种子形态指数与年均气温、种子大小与年降雨量均呈显著正相关。通过聚类分析可将8个格木群体分为3类: GX03单独为1类, GX01与GX02聚为1类, 其余5个群体聚为1类。研究结果为进一步开展格木保护生物学和遗传育种研究奠定了基础。