湖北星斗山国家级自然保护区种子植物区系研究

于2013-2015年对湖北星斗山国家级自然保护区进行多次全面野外调查,采集植物标本3441号,并对其种子植物区系特点进行了研究。结果显示,该保护区共有野生种子植物138科678属1617种,其中裸子植物6科15属19种,被子植物132科663属1598种。区系分析表明,热带科(66.06%)多于温带科(33.94%),这与该区曾经历过古热带的历史背景相吻合;属级水平上则为温带属性(58.45%)强于热带(41.55%);中国特有种623个(占总种数的38.53%),均与四周区域所共有,反映出东西南北植物区系在此交汇渗透的态势;这些均表明该区种子植物区系成分不但复杂多样,而且还具有过渡区域的特点;保护区内植物区系还具有古老、残遗的特性,一些古老的残遗植物在该地有良好的原生群落分布;保护区内特有树种和珍稀濒危植物也很丰富,具有很大的保护价值。     

水杉原生种群结构及空间分布格局

水杉(Metasequoia glyptostroboides)是我国特有濒危极小种群物种, 其种群的状态一直被国内外学者广泛关注。分析现存水杉原生种群结构和空间分布格局及其空间关联性, 可以从空间格局角度深入认识水杉原生种群结构和分布格局及可能的形成机理。本文基于湖北利川境内水杉原生种群的野外调查数据, 分析其径级和高度级结构, 同时运用点格局分析中的成对相关函数g(r)以及3个零模型(完全空间随机模型、异质泊松模型、先决条件模型)分析水杉原生种群空间分布格局、各龄级空间分布格局及空间关联性。结果表明: (1)分布于研究区域内的水杉原生种群个体数共5,663株, 已死亡33株, 现存活5,630株, 其中40株濒临死亡, 465株处于衰弱状态, 部分个体呈现不同的形态特征和生长状况, 断梢和蚁害最为常见, 雷击是最致命的危害。(2)水杉原生种群结构分析显示, 其径级结构和高度级结构均呈纺锤型, 自然更新不良。(3)基于完全空间随机模型, 水杉原生种群在各尺度下均呈现聚集分布, 中龄树在较小尺度(r < 3,300 m)上呈现聚集分布, 成年树和老龄树在较大尺度(r < 4,700 m)上呈现聚集分布; 排除生境异质性影响后, 聚集尺度均减小, 所以种群及不同龄级的聚集尺度分别为0-3,000 m、0-2,100 m、0-2,900 m和0-2,500 m, 随后呈现为微弱的随机分布和均匀分布。(4)基于完全空间随机模型, 3个龄级之间在所有尺度均为正关联; 在排除生境异质性影响后, 不同龄级的正关联尺度减小, 均在0-2,800 m呈正关联。综上, 水杉原生种群个体数量正呈现逐步减少的趋势, 种群主要呈聚集分布, 各个龄级间具有正向的关系, 从现有的空间格局来看, 生境异质性、扩散限制和种内竞争是导致该格局的主要原因。     

不同温度条件下PEG模拟干旱胁迫对水杉种子萌发的影响

水杉原生种群天然更新极差,林下鲜见幼苗和幼树,种子萌发率低是造成天然更新困难的重要因素。为探究其种子萌发率低是否与水杉母树原生地春季低温有关,该文利用恒温培养箱设置3种恒温处理(15、20、25 ℃)和1种变温处理(12 ℃/12 h和24 ℃/12 h,每24 h交替),并设置5种不同浓度的聚乙二醇(PEG-6000,0、0.05、0.10、0.15、0.20 g·mL^-1)模拟干旱胁迫,来研究干旱胁迫对水杉种子萌发的影响。结果表明:(1)实验所设置的温度对水杉种子萌发无显著影响(P>0.05),变温条件下的水杉种子平均发芽率和发芽势均为最高,分别为46.75%和21.25%;(2)不同浓度的PEG-6000溶液对其种子萌发产生显著影响(P<0.05),水杉在15 ℃或25 ℃下,低浓度的PEG-6000溶液(0～0.10 g·mL^-1)对水杉种子的发芽势和发芽指数有促进作用,高浓度(>0.10 g·mL^-1)的PEG-6000溶液对水杉种子的萌发有抑制作用,且随着浓度的增大抑制作用也随之增强,直到浓度增大为0.20 g·mL^-1 时,水杉种子不再萌发。原生地春季低温并不是造成水杉原生种群天然更新困难的因素,适当的干旱胁迫有利于增强水杉种子发芽势和发芽指数,促使出苗整齐。