三峡濒危植物疏花水柏枝的回归引种和种群重建

疏花水柏枝分布于三峡库区原海拔70～155m的消落带,三峡工程修建后它将丧失其全部生境而成为濒危植物。实验结果显示其种子在土壤含水量大于10%以上时开始萌发,以土壤含水量达到饱和状况时萌发最好。种子萌发与定居阶段对土壤水分条件的严格要求使得疏花水柏枝分布区十分狭小。回归引种和种群重建是拯救该物种的主要手段。三峡工程修建后库区内新的消落带将形成夏旱冬淹的水节律,完全不同于库区原有消落带所具有的冬旱夏淹的水节律,不适于作为疏花水柏枝种群的迁移地。相比之下库区淹没区以上各支流消落带的生态环境与疏花水柏枝原有生境较为接近,适于作其新的生境。种群遗传多样性、年龄结构、分布格局、繁殖与扩展等生物学特性是种群持续发展的基础,文章以此为依据,对疏花水柏枝种群重建与管理中的相关问题进行了分析讨论。认为疏花水柏枝种群恢复与重建中目前所面临的主要问题是如何增强被隔离的种群间的基因交流、促进种群的种子扩散与萌发、协调新建种群与当地物种的关系、营造有利于新建种群定居与生长的生态环境。重建种群的管理应结合疏花水柏枝的生长发育节律和移栽地的生态环境条件来开展,要有效地监控种群的生长发育动态,合理地在隔离种群间相互引种,适时地进行水分管理,并对周围植被适度控制。     

三峡库区特有种疏花水柏枝的保护遗传学研究

采用超薄平板微型聚丙烯酰胺等电聚焦电泳方法对三峡库区特有种疏花水柏枝 (Myricarialaxiflora)的 13个自然居群和 1个人工迁地保护居群的等位酶遗传变异进行了初步研究。检测了 5个酶系统 ,得到 13个等位酶位点 ,遗传多样性及其遗传结构分析结果表明 :疏花水柏枝具有较高水平的遗传多样性 ,平均多态位点比率P =78.7% ,每位点平均等位基因数A =1.8,平均预期杂合度He=0 .317,高于中国植物特有种的平均水平 ,且群体中杂合基因型个体偏多 ;其遗传变异主要发生于居群内 ( 84.86 % ) ,居群间又存在一定的遗传分化 (Gst=0 .15 14) ,居群间平均基因流Nm =1.40 1,居群间遗传距离为 0 .0 0 2～ 0 .176 ;UPGMA聚类分析显示疏花水柏枝在三峡湖北境内的白水河—泄滩一带分为上游和下游 2个居群组 ;武汉植物园迁地保护的混合居群基本保育了其遗传多样性总水平。在分析讨论疏花水柏枝遗传多样性与其繁育系统、生境及其起源进化的关系的基础上 ,探讨了疏花水柏枝濒危的主要原因 ,推断其应为第四纪冰期影响后的古孑遗种。最后 ,在评价迁地保护成果的基础上 ,提出了今后进一步保育的策略。     

三峡库区消涨带特有植物疏花水柏枝(Myricaria laxiflora)的自然分布及迁地保护研究

疏花水柏枝为三峡库区消涨带特有植物,三峡工程的兴建将导致其野生居群全部灭绝。作者对该植物的地理分布、自然生境和群落结构进行了系统调查,发现疏花水柏枝分布于三峡库区重庆市巴南区至湖北省宜昌县间12个县级单位的长江干流消涨带,共31个居群9万余株,比原已知的分布区增加了7个县级区域18个居群8万余株。调查中发现该物种具有喜温湿、耐水淹和生长反季的生长习性,具有种子多、易扦插的繁殖优势和自然居群中物种少、水淹前后物种组成有差异的群落结构特点。同时,较系统地回顾了目前关于疏花水柏枝迁地保护的研究进展,探讨了其特殊的生态适应策略、起源进化和传播的可能途径以及濒危机制,并对下一步的保育研究提出了建议。     

中国水柏枝属植物的地理分布、濒危状况及其保育策略

水柏枝属(MyricariaDesv.)植物主要分布于中国青藏高原及其邻近地区,为欧亚温带高山植物类群,多为河岸带植物,是分布区湿地生态系统和荒漠生态系统的重要组分。为评价这些特殊生态系统关键植物的分布及受威胁现状,对中国水柏枝属植物的地理分布和濒危状况进行了调查。调查发现,该属中国分布的11个分类群均受到生存胁迫,其中疏花水柏枝即将成为野外灭绝种,宽叶水柏枝已属极危种,心叶水柏枝为濒危种,秀丽水柏枝、泽当水柏枝、小花水柏枝、卧生水柏枝和匍匐水柏枝为渐危种,具鳞水柏枝、三春水柏枝和宽苞水柏枝为受胁种。结果表明,以水利建设为主的人为干扰和土地沙化、气温升高带来的环境改变是导致该属植物生存胁迫的主要原因。最后探讨了水柏枝属这类河岸带湿地和荒漠生境植物的保育策略。     

塔里木盆地大叶白麻的土壤生境类型

 本文以新疆塔里木盆地大叶白麻在不同地形位置、土壤盐分含量和地下水位深浅等生态因子综合作用下,形成的土壤适应性反应为根据,结合所在土壤上的大叶白麻植株形态、生长状况和化学成分含量等特点,将该盆地大叶白麻的土壤划分为河漫滩草甸土、高水位盐土、中水位盐土、低水位盐土和砂化荒漠森林土五种生境类型;并建议按土壤生境类型来合理开发、利用和保护这一野生植物资源。     

中国特有种艾比湖沙拐枣(Calligonum ebinuricum)不同生境的土壤特征分析

对中国特有植物艾比湖沙拐枣(Calligonum ebinuricum)生境的土壤特征进行了分析。结果显示,艾比湖沙拐枣生境土壤粒径范围集中在中砂(0.25~0.5 mm)和粗砂(0.5~1.0 mm),为粗砂土;土壤的pH值在7.98~10.24之间,平均值为8.78,整体呈碱性;电导率在0.09~1.41 ms.cm-1之间;总盐含量为0.525~8.400 g.kg-1,有些地段存在盐渍化;阳离子中Ca2+含量最多,阴离子中SO42-含量最多;土壤养分含量很低,有机质含量在0.829~1.190 g.kg-1,集中在1 g.kg-1左右;各样地间土壤盐分含量特征变异系数较大,土壤机械组成和土壤养分变异系数较小。经过SPSS聚类分析和主成分分析,将艾比湖沙拐枣(C.ebinuricum)群落的土壤生境划分为3种类型:硫酸盐型盐渍化风沙土生境、强碱性风沙土生境和普通风沙土生境。普通风沙土生境是其分布的主要生境。     

三峡库区濒危植物疏花水柏枝的生理生化特性研究

对三峡库区特有濒危植物疏花水柏枝的光合作用、蒸腾作用、水势等生理特性以及丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性等进行分析测定。结果显示,疏花水柏枝在水淹胁迫后,能快速地恢复其光合与蒸腾生理作用。植株在秋季和夏初的光合作用和蒸腾作用的日动态呈单峰曲线,最高值出现在中午。夏初的光合强度与蒸腾强度一般高于秋季,表明夏初是该物种的生长旺季。该物种10月份水势的日动态在-0.97～1.82MPa之间变动,水势与光合作用与蒸腾作用呈显著负相关。该物种虽是一种对水淹和干旱胁迫适应能力较强的物种,但土壤水分状况仍对植物的生长有较大影响。植株的生长发育阶段对疏花水柏枝的抗逆性有影响,在花前的抗逆性总体高于花后。还对疏花水柏枝的迁地保护提出了相应的建议。     

论荷叶铁线蕨的分布特点

荷叶铁线蕨是我国近年来在四川发现的又一特有珍稀植物。仅产于万县至西沱的长江河谷。为了弄清它的分布规律,为今后更好地保护和发展这一特有珍稀植物提供科学依据,我们于1985年对该植物进行了实地考察。本文就是在此基础上分析整理而成的。作者从分析荷叶铁线蕨产地的土壤、气候、植物种类等要素入手,初步阐明了荷叶铁线蕨的分布状况及其群落特点。     

多年生黑麦草对干旱胁迫下喀斯特异质生境的生长响应策略

在喀斯特地区异质性生境中,土壤水分含量、植物生存空间和养分状况等的综合作用共同影响植物的生理功能和生长发育。以多年生黑麦草(Lolium perenne L.)为研究材料,通过模拟同质(S-S:浅土-浅土)和异质(S-D:浅土-深土)两种小生境,探究3种施水量(对照:W_0、中度干旱:W_1、重度干旱:W_2)条件下植物对异质生境的适应,主要解决以下问题:异质生境下植物是否会主动寻求高水分、厚土壤、或者更宽阔的生长空间来提高其对异质性生境的适应?降雨量的改变是否会导致植物的适应策略发生改变?主要结果如下:(1)只有在重度干旱(W_2)条件下,异质性生境中黑麦草的株高、分蘖数以及地上、地下生物量和地上、根质量分数显著高于同质生境,而在对照(W_0)和中度干旱(W_1)条件下两种生境均无明显差异。(2)在对照降水(W_0)条件下,异质生境中黑麦草浅土区根系生物量、根组织密度较深土区少,比根长、比根面积较深土区大;随着施水量的减少,浅土区根系生物量占整个植株根系生物量的比例呈现先减小、后增大的趋势,深土区的比根长、比根面积逐渐增大,根组织密度逐渐减小。以上结果表明,在异质性生境中黑麦草表现出更强的抵御干旱胁迫能力,且随着干旱程度的加重这种优势更加明显:异质性生境中黑麦草通过将有限的生物量更多的分配在深土区,同时增大深土区根系的根组织密度,使得根系在生长环境好的斑块中大量增生和下扎,使植株获得大量的水分和养分,而浅土区则充分利用较少的资源,通过增大比根长和比根面积、减小根组织密度的方式发展根系,尽可能多地利用浅土区的水分和养分。随着干旱程度的加重,植物在维持浅土区正常生理活动的基础上有限度地增大深土区的生物量;当浅土区比根长、比根面积增大到一定限度时,植物会通过逐渐增大深土区的比根长和比根面积、减小根组织密度的策略来应对干旱胁迫。     

论荷叶铁线蕨的分布特点

荷叶铁线蕨是我国近年来在四川发现的又一特有珍稀植物。仅产于万县至西沱的长江河谷。为了弄清它的分布规律,为今后更好地保护和发展这一特有珍稀植物提供科学依据,我们于1985年对该植物进行了实地考察。本文就是在此基础上分析整理而成的。作者从分析荷叶铁线蕨产地的土壤、气候、植物种类等要素入手,初步阐明了荷叶铁线蕨的分布状况及其群落特点。     

三峡工程对库区特有濒危植物荷叶铁线蕨的影响与对策

荷叶铁线蕨是被列入《中国植物红皮书》的三峡库区特有的濒危植物,其分布范围狭窄,繁殖力弱,资源量稀少^［1］。三峡水库的兴建将对荷叶铁线蕨的生长环境及种质资源产生严重影响。本文阐述了该种植物的生物学、生态学特性,分析了其群落学特征,并评估了三峡工程对它的影响,提出了保护该物种的有效措施。     

荷叶铁线蕨自然居群的遗传多样性研究

荷叶铁线蕨(Adiantumreniformevar. sinense)为我国特有植物,具有重要的经济价值,目前仅分布于重庆的少数地区。近几十年来,由于过度开发,该种的分布范围日益缩小,已处于灭绝的边缘。本研究利用等位酶标记检测了荷叶铁线蕨 6个自然居群共 136个个体的遗传多样性,共检测到了 5个酶系统的 14个位点,获得了 7个多态位点。结果表明:与其他蕨类植物相比,荷叶铁线蕨居群内的遗传多样性水平比较低。平均每位点的有效等位基因数(Ae)为 1. 778,多态位点百分率(P)为 0. 441,期望杂合度(He)为 0. 199,观察杂合度 (Ho)为 0. 235。其居群间的遗传分化也很低,居群间的遗传变异仅占总变异的 1. 49%,而 98. 51%的变异存在于居群内部。采用Hardy Wein berg平衡和固定指数F对荷叶铁线蕨的居群遗传结构进行了分析,结果表明其种群可能是以配子体间异交为主的混合交配体系。导致荷叶铁线蕨濒危的主要原因是生境的破坏以及过度开采所导致的生境片断化使其居群变小、近交率加大、遗传变异趋低,降低了其生存以及进化的潜力。     

三峡大坝下游残存疏花水柏枝种群结构和动态

在三峡大坝下游的湖北宜都关洲设立1个40 m×40 m的固定样地,利用高度分级,比较2008与2009年两年间的疏花水柏枝（Myricaria laxiflora）种群数量动态,并运用点格局的Ripley＇s K函数分析了其空间格局变化及种群更新特征。结果表明,疏花水柏枝幼苗数量较少,种群更新存在一些障碍。空间分布格局与空间尺度及植株的大小密切相关。种群总体呈集群分布,各大小级多在9 m时出现最大的聚集强度,随着大小级的增加,聚集强度有减弱的趋势。幼苗与中株有较强的正关联。由于种群现有生境变化较大,应考虑迁地保护,并对原生种群加强长期动态监测;同时,开展疏花水柏枝适应机理研究,实施科学保护。     

Understanding population structure and historical demography in a conservation context: population genetics of an endangered fern

The construction of the world's largest hydroelectric scheme across the Yangtze River, the Three Gorges Dams (TGD), in the centre of a southern-central Chinese biodiversity hot spot, the Three Gorges Reservoir Area (TGRA), has attracted international concern and conservation action. To examine whether landscape changes to date have impacted regional flora, and to establish long-term monitoring baselines, we assessed the distribution and dynamics of an endangered and TGRA endemic fern, Adiantum reniforme var. sinense . For eight nuclear microsatellites, high levels of genetic diversity ( H _E = 0.653–0.781) and slightly elevated inbreeding ( F _IS = 0.077–0.197) were found across 13 surveyed populations. The population history of this fern is characterized by a balance of gene flow and genetic drift, where historical dispersal, inferred from coalescent ( F =  0.129) and genetic differentiation ( F _ST = 0.094 and R _ST = 0.180) approaches, is moderate, reflecting an isolation by distance relationship. Importantly, most populations exhibited mutation-drift disequilibrium, suggesting a recent population decline, which is congruent with the known demographic history of the species following dam-related activities. Based on these results, populations of A. reniforme var. sinense are expected to lose genetic diversity and increase genetic structure as dam-related activities decrease size and increase genetic isolation of remnants.     

三峡库区珍稀濒危植物荷叶铁线蕨的生物学特性及保护对策

荷叶铁线蕨为三峡库区珍稀濒危植物 ,已被国家列为二级保护植物。本文较系统地综述了荷叶铁线蕨的生物学特性 ,包括其形态特征、生长特性、地理分布、生态学特性和群落学特性 ,分析了荷叶铁线蕨濒危的可能原因 ,并提出了保护措施     

Leaf traits of natural populations of <Emphasis Type="Italic">Adiantum reniforme</Emphasis> var. <Emphasis Type="Italic">sinensis</Emphasis>, endemic to the Three Gorges region in China

Leaf mass per unit area (LMA), carbon and nitrogen contents, leaf construction cost, and photosynthetic capacity (P _max) of Adiantum reniforme var. sinensis, an endangered fern endemic to the Three Gorges region in southwest China, were compared in five populations differing in habitat such as soil moisture and irradiance. The low soil moisture and high irradiance habitat population exhibited significantly higher LMA, area-based leaf construction (CC_A), and carbon content (C_A), but lower leaf nitrogen content per unit dry mass (N_M) than the other habitat populations. The high soil moisture and low irradiance habitat populations had the lowest CC_A, but their cost/benefic ratios of CCA/P _max were similar to the medium soil moisture and irradiance habitat population due to their lower leaf P _max. Hence A. reniforme var. sinensis prefers partially shaded, moist but well-drained, slope habitats. Due to human activities, however, its main habitats now are cliffs or steeply sloped bare rocks with poor and thin soil. The relatively high energy requirements and low photosynthetic capacity in these habitats could limit the capability of the species in extending population or interspecific competition and hence increase its endangerment.     

Species-level phylogeographical history of Myricaria plants in the mountain ranges of western China and the origin of M. laxiflora in the Three Gorges mountain region

Myricaria species in China occur mostly in the major high-altitude mountain areas in and around the Qinghai-Tibetan Plateau. The one major exception to this is M. laxiflora which is restricted to the Three Gorges mountain region. In this study, we investigate species-level phylogeographical patterns of Myricaria species in western China and the origin of M. laxiflora . The results show that most chloroplast haplotypes are species-specific, except for one haplotype which is shared by three widespread species. Higher haplotype diversity within the Qinghai-Tibetan Plateau region supports the hypothesis that the Himalayas are the centre of origin for Myricaria . The phylogeny of Myricaria was geographically structured, and an estimated Bayesian chronology suggested the main divergence events occurred during the Late Pliocene and Early Pleistocene (~1.46–2.30 million years ago). The overall phylogeographical pattern was characterized by vicariance events and regional demographical expansion, reflecting a major influence of geological and climatic events on the evolution of Myricaria species. Our data suggest that M. laxiflora has an ancient origin, but has experienced recent population expansion through the Three Gorges Valley. The origin of M. laxiflora was estimated to be during the Early Pleistocene but its demographical expansion was more recent at about 0.015 million years ago. This highlights the unique phylogeographical history of the Three Gorges mountain region, and the deep imprint of the watercourse connections of the Yangtze River Valley on the phylogeographical structure of the species in this region.