基于地理探测器的丹霞梧桐空间分布与生境因子的相关性

丹霞梧桐是中国丹霞地貌的特有种,识别影响其分布的主要环境驱动因子,可为保护丹霞梧桐及其生境提供科学依据。本研究以广东南雄丹霞梧桐县级自然保护区与广东丹霞山旅游风景区(核心景区)为研究区,运用地理探测器分析丹霞梧桐空间分布与两地生境因子的相关性(用q值衡量),分析要素包括地理要素(地貌形态成因类型、土壤亚类、高程、坡度、坡向)和气候要素(年均降水、年日照时数、年均相对湿度、年均风速)。结果表明: 影响丹霞梧桐空间分布的主要生境因子为土壤亚类、年日照时数、地貌形态成因类型。其中,丹霞梧桐生境的各因子相关性分析中,土壤亚类、年日照时数和地貌形态成因类型的q值大于所有因子q值的均值,具有较强相关性;丹霞梧桐生境因子的两两组合中,地貌形态成因类型∩年日照时数和土壤亚类∩年日照时数的交互作用表现为双因子增强且q值大于所有组合q值的均值,具有较强相关性;丹霞梧桐空间分布相关性的生态探测中,与其他各因子相比,土壤亚类、年日照时数以及地貌形态成因类型的q值具有显著差异。丹霞梧桐的空间分布主要与土壤亚类、地貌形态成因类型、年日照时数存在显著相关性,同时也表明,地理探测器为植被生境因子分析、预测物种分布等研究提供了有益的方法探索。     

丹霞梧桐群体遗传结构及其遗传分化

丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis)是分布于我国韶关地区北部丹霞地貌的特有物种, 其分布范围狭窄, 种群数量小。本文利用EST-SSR分子标记位点, 分析丹霞梧桐群体(丹霞山组群和南雄组群)的遗传多样性和遗传结构, 研究群体的分化历史, 探讨该物种的可能分布和科学保护策略。结果表明: 丹霞梧桐总的遗传多样性中等(Ht = 0.631), 群体内遗传多样性较高(Hs = 0.546), 遗传变异主要存在于群体内(79.66%), 但不同地理组群间存在显著的遗传分化(F_ST = 0.150)。长期地理隔离和现代人为干扰是形成丹霞梧桐当前遗传变异模式的主要原因。STRUCTURE分析可将研究群体划分为清晰的两个基因库(gene pool), 其遗传结构与系统发育地理格局之间有密切关系。丹霞梧桐不同地理群体经历了独立的进化路线, 但丹霞山群体的杂合性高, 遗传背景更为复杂。近似贝叶斯运算法(Approximate Bayesian Computation, ABC)分析表明, 丹霞山和南雄地理群体在10万年前由同一个祖先群体分化而来, 分化时有效群体大小分别为7,290和5,550。结合丹霞梧桐的遗传变异和生态位信息, 可推测丹霞梧桐曾广泛分布于南岭地区, 受第四纪第三次亚冰期的影响, 南岭北部的丹霞梧桐群体因气候剧烈变化而灭绝, 仅在南岭南部适宜的环境中得以保存并繁衍至今, 丹霞山和南雄是丹霞梧桐最主要的两个冰期避难所。在全面掌握丹霞梧桐的自然分布, 开展就地保护的基础上, 通过建立种质资源圃、人工种苗扩繁、自然回归试验等措施, 对于该物种的异地保护、种群恢复和开发利用具有重要意义。     

丹霞梧桐群落特征比较研究

丹霞梧桐(Firminana danxiaensis Huse et H.S.Kiu)是丹霞地貌的特有物种,为国家二级重点保护野生植物,目前仅在广东韶关地区有发现。为科学、有效地保护该珍稀物种,我们对韶关地区丹霞梧桐的资源状况和群落特征进行调查研究。结果表明,丹霞梧桐在韶关地区的分布以丹霞山和南雄山地为主,两地丹霞梧桐数量和特征存在一定差异。丹霞山群体的总株数多于南雄,但平均冠幅、胸径和树高小于南雄,南雄群体树体相对高大,长势较好。典型群落植物种类及其生活型调查结果显示,丹霞山和南雄两地丹群梧桐群落中的维管植物种类相近,分别为60种和59种。丹霞山群落中的植物科属更为丰富,南雄群落中的蕨类植物和乔木种类多于丹霞山。两地群落中高位芽植物均占优势,但丹霞山的地面芽植物和一年生植物比例高于南雄。根据丹霞梧桐的分布特点和群落特征,今后可在进一步扩大调查范围,发现新种群的基础上,采取划分保护小区,开展人工繁育和种群回归的方式对该珍稀物种进行有效保护。     

中国特有种丹霞梧桐的新分布区和形态特征修订

为完善丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis)的形态描述,对丹霞和喀斯特地貌4个分布点的植株宏观形态特征进行了比较研究。结果表明,丹霞梧桐的叶柄、叶片、花序、雄蕊、蓇葖果、花萼等特征与其原始文献的描述明显不同,且原始描述缺少败育雄蕊、败育子房、及花萼、果皮、种皮在发育过程中的颜色变化等特征。因此,对丹霞梧桐形态描述进行了修订或补充,并提供图片资料。     

极小种群濒危植物广西火桐、丹霞梧桐的叶绿体基因组特征

广西火桐(Firmiana kwangsiensis)和丹霞梧桐(F. danxiaensis)是我国南方特有物种, 其分布范围狭窄, 种群数量少。为了解其叶绿体基因组结构及系统发生关系, 本文通过高通量测序方法获得广西火桐和丹霞梧桐的浅层基因组数据, 通过生物信息学方法对叶绿体全基因组进行组装, 并对其结构特征进行分析。结果表明: 广西火桐和丹霞梧桐的叶绿体基因组大小分别为160,836 bp和161,253 bp, 具有典型被子植物叶绿体基因组环状四分体结构, 包含长度分别为89,700 bp、90,142 bp的大单拷贝区(large single copy, LSC), 长度分别为19,970 bp、20,067 bp的小单拷贝区(small single copy, SSC)及长度分别为25,583 bp、25,522 bp的2个反向重复序列区(inverted repeat sequence, IR)。两个物种的叶绿体基因组共注释得到131个基因, 包括86个蛋白编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因。广西火桐的叶绿体基因组中共检测出26个正向重复序列、2个反向重复序列、21个回文重复序列、21个串联重复序列和98个简单重复序列; 丹霞梧桐叶绿体基因组中共检测出23个正向重复序列、5个反向重复序列、21个回文重复序列、30个串联重复序列和107个简单重复序列。系统发生分析结果表明5种梧桐属(Firmiana)植物构成两个强烈支持的分支(支持率100%), 一个分支为广西火桐、美丽火桐(F. pulcherrima)和火桐(F. colorata), 其中广西火桐与美丽火桐构成姐妹群; 另一分支是互为姐妹群的丹霞梧桐和云南梧桐(F. major)。综上所述, 广西火桐和丹霞梧桐的叶绿体基因组结构、基因排列及重复序列具有较高的相似性, 系统进化树将5种梧桐属物种分为两个分支, 其中广西火桐和美丽火桐最近; 而丹霞梧桐与云南梧桐关系最近。本研究鉴定的SSR位点可为梧桐属物种系统发生、进化关系的研究提供遗传信息。     

国家Ⅱ级重点保护野生植物驼峰藤的研究进展

通过对专著、文献和多个网络资源数据库(植物志、标本、图像等)分析考证,及赴部分产地的野外实地考察,对珍稀濒危植物驼峰藤(Merrillanthus hainanensis Chun et Tsiang)的分类地位、形态特征、标本记录与保存、产地与生境、濒危的野外生存现状等情况进行了综述,以期为该保护物种的生存和发展和保护提供参考。自1933年采集到标本和1941年命名驼峰藤以来,至今已有80多年的历史,研究表明它的分布区范围从原广东、海南省扩展到中国大陆西南部和中南半岛部分地区(缅甸和柬埔寨),部分原有记载分布点已无法找到野生植株,导致其濒危的主要原因是生境的破坏和质量下降,广东中山五桂山脉或许是目前发现的最大野生种群保存地,文中就其保护措施提出了相关建议。     

基于MaxEnt模型的濒危植物丹霞梧桐潜在适生区预测

模拟预测濒危植物丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis)的潜在适生区, 对合理指导保护该植物有重要意义。通过MaxEnt(最大熵模型)和ArcGIS, 基于广东南雄丹霞梧桐自然保护区野外实地调查的16个分布点, 及生物气候、地形和地貌覆被多重环境变量, 对丹霞梧桐在广东南雄丹霞梧桐自然保护区的潜在适生区进行模拟预测。结果显示, 模拟训练集和测试集的AUC值分别为0.851和0.913, 预测结果准确性高。丹霞梧桐的高、中适生区主要分布在南雄丹霞梧桐自然保护区南部, 占总面积40.45%; 影响丹霞梧桐分布的主要环境因子包括地貌成因、土地覆被、最旱季降水量、坡度及等温性等, 其中地貌成因(贡献率75.8%)是影响丹霞梧桐潜在分布的最主导因子。综合分析表明, 丹霞梧桐的潜在适生区为海拔150—300 m、坡度30°—55°、年度气温范围28.3—28.6 ℃, 最旱季降水量135—137 mm之间的侵蚀分化低丘陵丹霞地貌, 适生的气候条件为温度相对较高、降水量少的区域。上述研究结果可为丹霞梧桐的保护与恢复提供理论依据。     

国家Ⅱ级重点保护野生植物四药门花研究进展

通过对文献和多个网络资源数据库(植物志、标本、图像库等)分析考证,及赴部分产地野外实地考察,对国家II级重点保护野生植物四药门花Loropetalum subcordatum的分类学地位、研究进展、标本记录、产地与生境、濒危因素及保护建议等进行综述,以期为该保护物种的生存、发展和保护提供参考。四药门花自1857年在香港采到标本和1861年被命名以来,其研究已有160多年的历史,分布区范围从最初的香港,扩展至广西、贵州和广东。2019年1月作者等在广东台山上川岛发现的四药门花种群,是迄今发现的分布最南、海拔相对较低的野生种群。四药门花濒危的主要原因是间断分布、自身繁殖力低、生境的人为干扰等,文中就其保护措施提出了建议。     

国家保护植物厚叶木莲资源调查研究

基于对国家Ⅱ级重点保护野生植物厚叶木莲(Manglietia pachyphylla)部分产地的野外实地考察,并结合相关文献、数据库的分析考证,综述其分类学地位、产地与生境、标本记录、研究进展及致危因素。厚叶木莲自1961年发表以来,迄今已有50多年,其分布区范围从最初认为的广东特有,到与广西共有,其中广东新丰云髻山省级自然保护区的厚叶木莲种群因数量较多,分布较北及海拔较高而颇具特色。因广东省内的厚叶木莲种群多属于衰退种群,需加强就地保护、迁地保护、科学研究及宣传教育。     

基于丹霞梧桐转录组数据的EST-SSR标记开发

以丹霞梧桐转录组序列为基础,开发丹霞梧桐EST-SSR标记位点,并利用其对丹霞梧桐群体进行遗传多样性分析,评价丹霞梧桐群体的遗传多样性水平,为丹霞梧桐的合理利用和保护提供依据。应用Primer 3.0、Gen Al Ex6.3、FSTAT和MS-tools等软件进行引物设计和相关遗传参数分析。17858个SSR位点分布于79920个unigene序列,SSR位点密度为1/4.78 kb。SSR重复基序中,三核苷酸(43.64%)为优势核苷酸,其次为四核苷酸(23.52%)和二核苷酸(15.54%)。三核苷酸和二核苷酸优势重复基序分别为AAG/CTT和AG/CT。以16个样本为材料,从设计的73对引物中共筛选出16对多态性EST-SSR引物,多态性信息含量(PIC)的平均值为0.546,所开发位点具有较高的多态性。主成分分析(PCA)表明,这些位点具有很好地鉴别不同地区样本,甚至单株的能力。3个群体的遗传多样性参数对比结果表明,丹霞梧桐群体具有中等程度的遗传多样性,其期望杂合度(He)的变化范围为0.550～0.605。地质、历史气候变化及人为干扰等因素可能是造成丹霞梧桐群体偏离哈代-温伯格平衡的主要原因。本研究所开发的EST-SSR多态性位点可为丹霞梧桐遗传结构分析和分子辅助育种等相关研究奠定良好基础。     

卷柏内生真菌多样性研究

为探究蕨类植物内生真菌的多样性,本研究采用可培养方法分离江西龙虎山和广东丹霞山的岩壁常见蕨类植物——卷柏的内生真菌,结合形态特征和ITS序列进行菌株鉴定、研究多样性。结果表明：从1 080个组织块中,共分离出234株菌株,卷柏内生真菌的总定殖率为18.98%,总分离率为21.67%。根据分离频率,毛壳菌属Chaetomium（26.50%）、青霉属Penicillium（18.38%）、棒束孢属Isaria（11.97%）、曲霉属Aspergillus（9.42%）为优势属。不同居群地春季卷柏的内生真菌多样性存在差异,龙虎山的分离率为34.72%,而丹霞山仅为6.39%,其优势属也不尽相同。对龙虎山不同季节的卷柏内生真菌多样性研究表明,春季的分离率为34.72%,高于冬季的23.89%,春、冬两季之间的真菌类群相似性系数仅为0.39,差异显著。研究结果将有助于进一步揭示丹霞地貌地区蕨类植物内生真菌物种组成及其影响因素。     

湖南丹霞地貌区蕨类植物多样性

丹霞地貌是有别于石灰岩地貌和花岗岩地貌的特殊地貌类型,发育着较为独特的植被类型和植物区系。我们于2007-2010年间对湖南新宁崀山、茶陵浣溪、平江石牛寨、资兴程江口、浏阳达浒、通道万佛山、沅陵五强溪夸父山、溆浦思蒙等地丹霞地貌的蕨类植物进行了广泛调查,报道了湖南丹霞地貌区蕨类植物31科66属183种的详细名录。其中,无腺姬蕨(Hypolepis polypodioides)、隐囊蕨(Notholaena hirsuta)、仙霞铁线蕨(Adiantum juxtapo-situm)、百山祖短肠蕨(Allantodia baishanzuensis)、肉质短肠蕨(A.succulenta)、骨碎补铁角蕨(Asplenium ritoense)、钝齿耳蕨(Polystichum deltodon var.henryi)、无盖耳蕨(P.gymnocarpium)、单羽耳蕨(P.simplicipinnum)、二型肋毛蕨(Ctenitis dingnanensis)等9种为湖南新记录种。湖南丹霞地貌的蕨类植物种类组成主要有鳞毛蕨科、蹄盖蕨科、水龙骨科、金星蕨科、卷柏科、铁角蕨科等较大科及鳞毛蕨属(Dryopteris)、卷柏属(Selaginella)、铁角蕨属(Asplenium)、短肠蕨属(Allantodia)和凤尾蕨属(Pteris)等较大属。生态适应特点分析表明丹霞地貌既有喜钙质土的种类,也有喜酸性土的种类,仙霞铁线蕨和无盖耳蕨可能是丹霞地貌的特有植物,因而具有石灰岩地貌蕨类植物区系和花岗岩地貌蕨类植物区系之间的过渡性特点。建议将垫状卷柏(Selaginella pulvinata)、福建观音座莲(Angiopterisfokiensis)、仙霞铁线蕨、骨碎补铁角蕨、鞭叶蕨(Cyrtomidictyum lepidocaulon)、无盖耳蕨等种类列为丹霞地貌蕨类植物中的优先保护种类,将通道万佛山三十六湾、湖南沅陵夸父山列为丹霞地貌蕨类植物的优先保护地区。     

粤北和粤东北若干珍稀濒危野生植物的种群特征

在2000～2007年间野外调查的基础上,用核实法或样方法研究了粤北和粤东北部分山区15个县市的珍稀濒危保护野生植物,计31科40属48种.重点介绍了有新分布区或呈群落状分布的7种植物的种群大小、植株高度、年龄结构等主要特征.其中在平远新发现10株仙湖苏铁野生植株;伯乐树在连州的种群数量达160株,以幼苗为主;在仁化篦子三尖杉达300株;平远半枫荷有100株;任豆新见于清新和始兴,数量1000株以上;和平、河源和蕉岭发现苏铁蕨种群,合计数百株;始兴新发现57株银鹊树.最后分析了这些珍稀濒危植物的濒危等级和致危因素,提出了相应的保护管理策略.     

广东北部山区若干森林群落

应用植被样方调查法,对地处粤北山区的连州田心、乐昌八宝山、曲江罗坑、仁化范子山、始兴刘张家山、平远龙文-黄田等自然保护区的森林植被优势种进行比较分析,并用极点排序法对上述6地的森林群落进行二维排序。结果表明:各地共有优势种仅有红楠和枫香2种,且优势度差异明显。各地群落的相似性系数以田心与龙文-黄田之间的65.49%为最大;八宝山与其它各地的群落相似性程度均小于50%。群落相似性系数与极点排序结果均提示森林群落的相似性程度受土壤基质、海拔高度的影响要大于经纬度和地理距离的影响。各地森林群落间接地反映了它们的生境条件,对保护区森林群落的比较研究,可为今后广东自然保护区的网络建设提供参考。     

Parnassia zhengyuana sp. nov. and P. simianshanensis sp. nov.: two new species of Parnassia (Celastraceae) from karst caves and Danxia landform in southwest China

Two new species of Parnassia, Parnassia zhengyuana M.X. Ren & J. Zhang and P. simianshanensis M.X. Ren, J. Zhang & Z.Y. Liu, have been found in mountainous areas of Chongqing City, southwest China, and are described and illustrated here. Parnassia zhengyuana is found in a limestone cave near Mt Jinfo, Nanchuan District, Chongqing City. This tiny plant has special spoon‐shaped leaves and undivided staminodes with green apices. Parnassia simianshanensis was discovered in Mt Simian, Jiangjin County, Chongqing City. This species grows along streams on red sandstones, i.e. in Danxia landform. It can be easily identified by its unique rhombic leaves and the five‐ or four‐branched staminodes. The conservation status of P. zhengyuana and P. simianshanensis are assessed respectively as ‘Critically Endangered’ (CR) and ‘VU’ (Vulnerable) according to IUCN criteria. The roles of karst and Danxia landforms in the speciation process are discussed.     

Low genetic diversity and weak population differentiation in Firmiana danxiaensis,a tree species endemic to Danxia landform in northern Guangdong,China

Danxia landform, a unique type of petrographic geomorphology, sporadically occurs in southern China. There are about 400 rare or threatened plants and animals in this landform, but little information on genetic aspects of these species has been available. Of them, Firmiana danxiaensis is a dominant tree species endemic to Mount Danxia, a typical Danxia landform in northern Guangdong, China. In this study, we examined genetic diversity and population structure of F. danxiaensis, in comparison with two other narrowly distributed Firmiana species, Firmiana hainanensis and Firmiana kwangsiensis, which grow in non-Danxia-landform regions. Nine microsatellite markers were used to investigate genetic diversity and differentiation in a total of 256 individuals from nine populations of F. danxiaensis, three of F. hainanensis, and one of F. kwangsiensis. The results showed that F. danxiaensis had the lowest genetic diversity (H_E = 0.364 ± 0.019) among the three species, but weak population structure similar to another Firmiana species (F_ST = 0.042 and 0.020, respectively). This low genetic diversity observed in F. danxiaensis is possibly due to confined natural distribution range and strong selective pressure in soils of Danxia landform, which may also be true for other endemic species in Danxia landform. For the long term survival of these endemic species, habitat conservation and anthropogenic introduction to similar habitats such as the adjacent Danxia landform areas should be two major strategies.     

不同人类干扰背景下横断山南段保护优先区规划研究

建立自然保护区是保护和维持生物多样性最有效、最基本的措施。在有限的资金和人力条件下,如何参考不同人类干扰在保护优先区建设中的影响并选择合适的保护规划方案,在更大程度上的保护本区域的生物多样性,一直以来都是保护生物学家争论的焦点。以横断山南段区为例,重点关注保护区建设过程中不同的人类干扰程度,以人类干扰的高低为切入点,基于多准则决策分析的原理和方法,以横断山南植被生态系统和人类干扰强度因子为基础,对比分析横断山南的生态系统保护价值分布、人类干扰格局和保护成效,结果显示：一是区域内森林生态系统（针阔混交林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、落叶混交林、常绿针叶林）、湿地生态系统（湖泊、河流、草本湿地）、高山生态系统（冰川和永久积雪、高寒草甸、高寒草原）价值高且分值在21分以上;二是从人类干扰高低分析入手,基于维持和提升区域生物多样性的角度出发,提出了不同的保护优先区域和保护策略。三是识别出横断山南段区的保护优先区主要包括峨边县、马边县、石棉县、越西县、保山市、腾冲市、维西县、德钦县、察隅县等区域。     

河南省栾川县伏牛山发现翼手目物种大菊头蝠

2011年3月至11月,在调查河南省洞栖蝙蝠过程中,分别在河南省信阳市新县沙窝镇胡山水库引水渠(N31°41′,E115°04′)、南阳市桐柏县桐柏山太白顶桃花洞(32°23′N,113°16′E)、洛阳市栾川县伏牛山龙峪湾矿洞(N33°42′,E111°45′)3地观察到大菊头蝠(Rhinolophus luctus),并各捕获1只个体共3只,对其外形和头骨特征进行了测量、描述,与其他地区的大菊头蝠进行了比较,经鉴定为大菊头蝠华南亚种(R.luctus lanous).标本现保存于河南师范大学标本馆.本文还探讨了大菊头蝠在河南省的分布状况.