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珍稀植物连香树在其中国分布区北缘的种子性状及幼苗更新限制
作者姓名:李晶  周天阳  鲁雪丽  李新涛  孙斌  孟红杰
作者单位:1 中国科学院水生植物与流域生态重点实验室, 中国科学院武汉植物园, 武汉 430074
2 中国科学院核心植物园保护生物学中心, 武汉 430074
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 长江大学, 湖北荆州 434025
5 河南栾川县龙峪湾林场, 河南栾川 471500
6 甘肃小陇山林业实验局东岔林场, 甘肃天水 741036
基金项目:国家自然科学基金(31800347);中国博士后科学基金(2019M652742)
摘    要:连香树(Cercidiphyllum japonicum)是第三纪孑遗植物, 存在严重的幼苗更新限制。为验证生活史早期(种子萌发)限制中国分布区北缘连香树种群幼苗更新, 并探讨其主要成因, 本研究在秦岭和太行山脉采集不同种源地的种子, 测定其形态性状、营养元素含量和质量、不同贮存时间的活力及不同温度条件下的萌发性状, 通过方差分析、相关分析等方法对不同种源地的种子性状进行分析。结果表明: 在中国分布区北缘, 其种子长度(P < 0.001)、萌发率(P < 0.001)、平均萌发时间(P < 0.001)、氮(P < 0.05)和磷含量(P < 0.001)在不同种源间存在显著差异; 而在区域尺度上(秦岭与太行山), 仅种子碳含量存在显著差异(P < 0.01)。天水种群的种子萌发率最高(21.77%), 平均萌发时间最长(11.12 d); 栾川的萌发率最低(1.38%), 平均萌发时间最短(3.47 d)。在25℃条件下, 济源种群的种子萌发率显著高于10℃、15℃和20℃条件下(P < 0.05), 而其他种源地的萌发率在不同温度条件下无显著差异。在4个温度条件下, 栾川种群种子的初始萌发时间无显著差异, 而其他4个种源地的初始萌发时间都随温度升高而缩短。相关分析结果表明, 种子萌发率与种子活力密切相关, 而种子活力与种子质量、种子的氮和磷含量显著相关。在中国分布区北缘, 连香树种子的自身属性(质量、氮和磷含量)通过影响种子活力间接影响萌发率; 且种子萌发对温度的响应主要表现在萌发时间上。本研究证实种子萌发是限制连香树种群幼苗更新的关键阶段, 主要原因如下: (1)连香树种子在9月成熟后, 10月的温度仍适宜种子萌发, 但较短生长期的幼苗在冬季低温下不能存活; (2)连香树种子萌发率低(14.4%); (3)第二年春天种子活力骤降。

关 键 词:连香树  更新限制  种子质量  种子活力  萌发率  分布区北缘  秦岭-太行山脉  
收稿时间:2020-03-12
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