南方红豆杉迁地保护小种群适应性进化机制研究

为了解南方红豆杉迁地保护种群的适应性进化机制,以南京中山植物园内南方红豆杉迁地保护栽培种群和扩散的衍生种群为材料,以引种初始地江西野生种群为对照,对南方红豆杉群落的结构、遗传多样性及遗传结构进行分析和研究。结果表明,南方红豆杉野生种群和迁地保护种群均维持着较高水平的遗传多样性,其中野生种群遗传多样性稍高于迁地保护小种群,但迁地保护种群中南方红豆杉个体密度大于野生种群。同时,种群内的遗传变异所占比例大于种群间的。整体来看,南方红豆杉迁地保护种群还处于演替早期,存在不明显的奠基者效应,有进一步演替发展的可能。     

红豆杉迁地保护中天然种群的形成

０年代自庐山植物园引种栽培于南京中山植物园的１１株红豆杉〔Ｔａｘｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（Ｐｉｌｇｅｒ）Ｒｅｈｄ．〕幼苗组成的栽培种群,在４０多年的迁地保护过程中,生长发育正常,且在邻近的自然生境中繁衍出一个含有４６１株幼苗及小树的天然红豆杉种群,树高１０～３４５ｃｍ,树龄１～１５年,主要散生于海拔３５～６０ｍ的山坡麻栎群落及山溪边的枫杨群落中。栽培种群中雌树５株,雄树６株,栽培红豆杉在３０年左右开花结实。该天然种群的形成过程是：红豆杉成熟种子被鸟类取食,其肉质假种皮被消化后,在鸟类的栖息范围内随着鸟粪被随机散布,经过生境选择、适应,于适宜的生境条件下萌发生长成幼苗及小树。此外,讨论了天然红豆杉种群的形成和发展,对于植物迁地保护研究与实践的重要意义。     

基于ISSR标记的南方红豆杉野生种群和迁地保护种群的遗传多样性和遗传结构分析

采用ISSR标记方法,对南方红豆杉〔Taxus chinensis(Pilger)Rehd.var.mairei(Lemée et Lévl.)Cheng et L.K.Fu〕3个野生种群(包括江西黄港和黄沙种群以及福建枫溪种群)、2个迁地保护栽培种群及2个迁地保护衍生种群(均位于江苏南京中山植物园和江西庐山植物园)的遗传多样性和遗传结构进行了分析和比较。结果显示:用8个引物从南方红豆杉的基因组总DNA中共扩增出73条带,其中多态性条带62条。2个迁地保护衍生种群的多态性条带百分率(PPB)、Nei’s多样性指数(h)和Shannon信息指数(I)较高,3个野生种群的PPB、h和I值总体上居中,而2个迁地保护栽培种群的PPB、h和I值较低。合并后的迁地保护衍生种群以及野生种群均有较高的遗传多样性,二者的PPB、h和I值相近,分别为78.08%和82.19%、0.207 6和0.205 8、0.322 9和0.325 9;但二者的遗传结构存在差异,迁地保护衍生种群的遗传分化系数(GST)为0.068 9,明显低于野生种群(0.168 5)。合并后的迁地保护栽培种群的遗传多样性相对较低,PPB、h和I值分别为60...     

南方红豆杉迁地保护小种群动态的研究

南京中山植物园于20世纪50年代引种栽培了11株南方红豆杉〔Taxus chinensis(Pilg.)Rehd. var. mairei(Lemée et Lévl.)Cheng et L.K.Fu〕。45年后,在邻近的天然林中出现了含有400余个个体的自然种群。根据这一事实作者认为,如果整体生态条件具备,也就是在生物多样性和生境多样性都很丰富的自然生境中,迁地保护的小种群可以发展成较大种群,这将使迁地保护的作用与功能得到重大发展。从保护生物学原理出发,应认真关注迁地保护的生境条件。因此,迁地保护区的设计应予以改进,还应构建人工栽培园地与自然(野生)生境混合的区域,以创造自然种群发生的必要条件。     

濒危植物南方红豆杉种群克隆生长空间格局与动态

在南方红豆杉集中的广西元宝山林区设置样地 ,采用相邻格子样方法和T形距离取样法调查取样。应用方差 均值比的t检验法判定种群分布格局类型 ,用负二项参数、格林指数、Morisita指数、丛生指标、平均拥挤度和聚块性指数、T形距离指数等方法测度集聚强度 ,对南方红豆杉种群克隆生长的空间格局及动态进行研究。结果表明 :整个种群在 1 0m×1 0m、1 0m× 5m、5m× 5m、 3m×2m等不同空间尺度下均表现为集聚分布格局 ,但集群强度不高。在种群生活史中 ,从幼苗到大树 ,集群程度减小 ,大树呈随机分布。南方红豆杉有强烈的萌生能力 ,大量产生萌生分株 ,幼苗期剧烈的种内和种间竞争作用 ,导致个体密度下降、集群程度降低 ,种群表现扩散趋势 ,而小树、中龄树因占据了所需的生态位空间 ,种内竞争相对减缓 ,集聚强度有所增强 ,随个体生态位空间的扩张 ,种内和种间竞争重新加剧 ,种群密度下降 ,种群空间格局转为随机分布。南方红豆杉种群不同大小级分布格局这种动态变化反映了种群在生长发育过程中的生态策略和适应机制。     

南方红豆杉的ISSR遗传多样性分析

采用ISSR标记技术对南方红豆杉迁地保护小种群及其衍生自然种群5个小斑块(小居群)的遗传多样性进行了分析.从90条引物中共筛选出10个多态性引物,获得ISSR谱带102条,其中多态性谱带74条,占72.54%.结果显示,南方红豆杉迁地保护小种群和迁地保护衍生自然种群的Nei's基因多样性指数(H)分别为0.220 9和0.254 8,Shannon信息指数(I)分别为0.322 4和0.376 2.5个小斑块居群的H分别为0.190 7、0.210 4、0.194 4、0.160 5和0.187 3,I分别为0.281 0、0.309 8、0.288 0、0.235 5和0.273 5.迁地保护衍生自然种群的遗传多样性高于迁地保护小种群,但各小生境下的的小斑块居群遗传多样性低于迁地保护小种群.聚类分析结果表明:南方红豆杉迁地保护各自然小居群间的遗传距离与这些居群的地理生境有关,而与地理距离并没有显著相关性.     

粤北南方红豆杉植物群落的物种多样性和种群格局

在用样方法取样的基础上 ,分析粤北南方红豆杉生长地植物群落的物种多样性和种群分布格局 ,结果表明 :在调查地南方红豆杉出现于 5种类型的群落中 ;从物种多样性指数的平均值来看 ,灌木层的物种多样性大于乔木层 ,但乔木层和灌木层之间的 Shannon指数和群落均匀度无明显的差异 ;从乔木层和灌木层的变异系数看 ,丰富度、Shannon指数和群落均匀度均表现为乔木层 >灌木层。所调查的南方红豆杉生长地的植物群落的多样性指数和均匀度高于其他类群的南亚热带常绿阔叶林 ,但低于海南岛的热带雨林类群。南方红豆杉生长地植物群落中各优势种群均呈集群分布 ,且集群强度也都较高。南方红豆杉种群在大多数样地中亦呈集群分布     

濒危植物南方红豆杉种群克隆生长空间格局与动态

在南方红豆杉集中的广西元宝山林设置样地．采用相邻格子样方法和T形距离取样离法调查取样 。应用方差/均值比的t检验法判定种群分布格局类型,用负二项参数 格林指数、Moristita指数 、丛生指标、平均拥挤度和聚块性指数、T形距离指数等方法测度集聚强测度,对南方红豆杉种群克隆生长的空间格局及动态进行研究。结果表明：整个种群在10mX10m、10mX5m、3mX2m等不同空间尺度下均表现为集聚分布格局,但集群强度不高。在种群生活史中,从幼苗到大构树,集群程度减小,大树呈随机分布。南方红豆杉有强烈的萌生能力,大量产生萌生分株,幼苗期剧烈的种内和种间竞争作用,导致个体密度下降、集群程度降低,种群表现扩散趋势,而小树、中龄树因占据了所需的生态位空间,种内竞争相对减缓,集聚强度有所增强,随个体生态位空间的扩张,种内和种间竞争重新加剧,种群密度下降,种群空间格局转为随机分布。南方红豆杉种群不同大小级分布格局这种动态变化反映了种群在生长发育过程中的生态策略和适应机制。     

皖南山区南方红豆杉种群不同龄级立木的点格局分析

采用点格局分析方法O-ring统计,利用Programita软件对皖南山区霞乡村和仙寓山的南方红豆杉种群不同龄级个体的分布格局及其相互关系进行了分析.结果表明：霞乡村南方红豆杉种群各尺度下均表现为随机分布,而仙寓山南方红豆杉种群在2～25 m的空间尺度上呈随机分布,＜2 m尺度上为集群分布;仙寓山种群Ⅰ龄级在＜5 m尺度上呈集群分布,而高龄级个体在较多尺度上有偏离随机分布的倾向.随着龄级差距的加大,南方红豆杉幼龄个体与其他个体的空间负关联逐渐显现,而相邻龄级在空间分布上相互独立,关联性很小.南方红豆杉种群的这种空间关系有利于其对资源环境的有效利用,随着个体的生长,南方红豆杉种群的空间分布有一个从聚集到随机的过渡.     

南方红豆杉无性系种群结构和动态研究

研究了元宝山南方红豆杉克隆种群的结构和动态．结果表明,种群S1～S6级个体均存在,S1、S2级个体占总个体数的64％．从元宝山南方红豆杉种群的大小级结构图看,结构呈较规则的金字塔形;南方红豆杉无性系幼树幼苗的贮备较为丰富,种群的年龄结构呈较规则的金字塔形,存活曲线近于倒J形;种群大小级动态指数Vpi=38．26％,考虑外部干扰时,Vpi′：6．38％>0,表现为稳定型种群．南方红豆杉种群更新的主要途径是无性繁殖,种群的数量动态主要受克隆内部调节机制以及外部环境的影响．生存分析结果表明,种群幼树幼苗的生存状态不稳定,死亡的可能性很大,而成年个体的生存状态则较为稳定．     

元宝山南方红豆杉种群分布格局及动态

采用相邻格子样方法取样数据,应用方差 /均值比的t检验法、负二项参数、格林指数、Cassie指标、扩散型指数、丛生指标、平均拥挤度和聚块性指数等方法及分布模型,研究了南方红豆杉种群的空间分布格局及其动态.结果表明,南方红豆杉种群空间格局为集群分布,从幼苗到大树,其集群程度减小,大树呈随机分布.     

五鹿山白皮松林不同龄级立木的点格局分析

白皮松是五鹿山自然保护区的重要保护植物。本文采用能够分析各种尺度下空间格局的分析方法—点格局分析法,以山西五鹿山自然保护区白皮松种群个体在空间分布的点图坐标为基础,对其进行了研究,结果表明：五鹿山白皮松不同龄级密度差异较大,中间龄级密度较大;6个龄级集群分布不明显,且随着龄级的增加集群分布特征逐渐减弱更加趋向于随机分布;龄级1和龄级2之间呈显著正关联,有利于种群的发展,其余各龄级之间在小尺度上关联性强,随着尺度的增大关联性减弱,说明龄级间的关联性与尺度密切相关。     

芦芽山华北落叶松林不同龄级立木的点格局分析

华北落叶松林是芦芽山自然保护区的重要林型。对其建群种华北落叶松不同龄级个体的分布格局及其相互关系进行了研究。植物种群在群落中的分布格局与空间尺度有着密切关系,这里采用能够分析各种尺度下格局的分析方法——点格局分析法,其是以种群个体空间分布的坐标点图为基础。结果表明,芦芽山华北落叶松不同龄级密度差异较大,高龄级密度较大;目前华北落叶松是稳定型种群,但从长远看．,仍需人工协助更新;华北落叶松5个龄级集群分布特征比较明显,且随着龄级的增加,集群特征有更明显的趋势;各个龄级个体之间在各种尺度下都有比较显著的正关联,3～5龄级个体关联更为显著;点格局分析法能够分析各种尺度下的种群格局和种间关系,所描述的结果更符合实际,尤其是对群落结构的描述。     

流苏石斛(Dendrobium fimbriatum)迁地保护种群的数量动态

运用静态生命表、生殖力表和Leslie矩阵模型,研究了保存于中国科学院西双版纳热带植物园兰科植物迁地保护区中的濒危物种流苏石斛种群数量动态过程,评价了流苏石斛的迁地保护效果.结果表明:迁地保护种群的年龄锥体为壶型锥体,种群的净增长率、内禀增长率和周限增长率较低,种群正处于下降态势;Leslie矩阵模型分析表明,在未来50年内,该种群各龄级的个体数及种群总数均表现出持续下降趋势.模型分析发现:1)迁地保护区模拟生境尽管适宜流苏石斛的生长,但由于附着在树上,中龄级个体先端产生的无性繁殖芽不能及时附着在附主上掉落死亡.因此,需要改善迁地保护区的生境条件,如增加岩石生境(流苏石斛野生种群几乎都是岩生的)使幼龄级个体脱落后能够顺利进入种群;2)种群下降的另一主要原因就是中龄级个体繁殖力太低.因此,建议加强对中龄级个体的管理提高繁殖能力以及深入研究实现种子的就地共生萌发,从根本上实现流苏石斛资源的保护.     

山西霍山白桦种群不同龄级立木的点格局分析

以山西霍山地区的先锋树种之一白桦( Betula platyphylla)为研究对象,在霍山七里峪林场典型地段设置一个50 m×50 m的样方,应用点格局分析方法对其不同龄级(Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级)个体的分布格局及相互关系进行了研究.结果表明:(1)白桦种群不同龄级的个体间密度也不相同,中间龄级Ⅱ级(7 cm＜ DBH≤14 cm)和Ⅲ级(14 cm ＜DBH≤21 cm)的密度较大,幼龄和老龄个体密度小,年龄结构为衰退型;(2)除Ⅰ级(DBH≤7 cm)外,其余3个龄级集群分布特征比较明显,且随着龄级的增加,集群特征有更明显的趋势;(3)除Ⅰ级和Ⅱ级、Ⅱ级和Ⅲ级、Ⅱ级和Ⅳ级(DBH ＞21 cm)之外,其余龄级间基本都是小尺度下负关联,并随尺度的增大关联性逐渐变得不显著.     

濒危植物南方红豆杉不同种群的结构和动态变化

为了解南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)不同种群的结构变化,于2007年、2008年、2012年分别对皖南仙寓山双坑村、浙江天目山桐坑村及福建梅花山的南方红豆杉天然种群进行了研究。结果表明,仙寓山的1214株南方红豆杉中,幼苗占80%;天目山有510株,幼苗占39.61%,其次是9 m以上的古树,占22.16%;梅花山有174株,幼苗占70.11%,古树占20.11%。3个种群的天然更新都呈缓慢增长状态,存活曲线为Deevey-Ⅲ型,空间分布均为聚集分布,但从幼苗到幼树的生长阶段死亡率高。因此,对濒危植物南方红豆杉的保护重点应放在幼苗和幼树阶段。     

长白山岳桦种群格局的地统计学分析

应用地统计学的原理和方法研究了长白山岳桦种群空间分布格局及其空间相关关系,首先通过样方调查数据计算岳桦材积的半变异函数,拟合半变异函数模型,然后根据拟合的最优半变异函数模型,进行空间数据插值、绘制岳桦材积的克立拉图,最后对所得到的不同海拔质海拔岳桦材积的半变异函数图和克立格图进行分析。结果表明,在海拔1650－1700m岳桦材积的半变异函数曲线为球形,其空间分布格局为聚集型,种群呈衰退趋势;海拔1750－2000m岳桦材积的半变异函数曲线为直线形,其空间分布格局为随机型,种群较稳定;在海拔2000－2150m岳桦材积的半变异函数曲线为球形,其空间分布格局为聚集型,种群呈增长趋势,这说明长白山桦整体上有一种向上迁移的趋势,尤其是过渡带中的岳桦表现则为更为明显。     

南岭地区观光木自然和人工迁地保护种群的遗传多样性

迁地保护是珍稀濒危植物保护的重要措施.观光木(Tsoongiodendron odorum)是古老的孑遗树种,被列为国家二级重点保护植物,营建迁地保护林是对其进行保护的重要手段,但已经营建的迁地保护林每个种群目前只保存下来几十株个体.为了评价这些迁地保护林的遗传多样性现状,作者采用ISSR分子标记对南岭地区观光木3个人工迁地保护种群和4个自然种群的遗传多样性进行了比较.结果显示:16条ISSR引物共扩增出362个条带,其中301个为多态条带,多态条带百分比(P)为83.2％,各种群P值为37.9-62.2％,平均为53.1％,表明观光木在物种和种群水平都具有较高的遗传多样性.自然种群总体P值和Shannon信息指数(Ⅰ)(80.9％,0.3629)均高于人工迁地保护种群(66.6％,0.2990),说明人工迁地保护种群遗传多样性较低.种群结构分析表明3个人工迁地保护种群均有可能来源于源口自然种群.4个自然种群间遗传分化系数(GST)为0.2495,表明自然种群间存在显著遗传隔离,基因流受阻和生态环境差异是造成种群遗传分化的主要原因.在今后的迁地保护工作中,我们建议从不同生态地理区收集种质材料,并在不同生态类型区开展迁地保护工作,同时开展观光木种群生态生殖生物学研究.     

云南兰坪云南红豆杉种群年龄结构与空间分布格局分析

利用点格局分析法对滇西北兰坪县4个云南红豆杉(Taxus yunnanensis)种群的年龄结构、不同生长阶段空间分布格局及其关联性进行分析。结果表明:(1)林窗与人为干扰影响4个云南红豆杉种群的龄级结构,小林窗的种群呈稳定型;较大林窗的种群呈进展型;群落结构完整未出现林窗和有较大人为干扰的种群年龄结构均呈衰退型,幼苗、幼树与小树个体缺乏,种群存在一定程度的更新困难,林窗的大小是种群更新的重要因素。(2)人为干扰、自然生境与本身生物学特性影响4个种群空间分布格局,种群1整体及其不同生长阶段个体均呈聚集分布;种群2和种群4在小尺度呈聚集分布,而在大尺度上呈随机分布;种群3随着空间尺度增大分布格局表现为聚集→随机→聚集趋势。(3)种群2中幼苗、小树和中树在小尺度下表现为聚集分布,其他尺度下表现为随机分布;种群3的小树阶段聚集分布和随机分布皆有出现,中树与大树在不同尺度上表现为聚集分布;种群4聚集分布的强度随生长阶段的增加在减弱。(4)4个种群各发育阶段间皆呈或接近显著正相关,种内竞争弱,有利于种群维持。     

稀有濒危植物坡垒的迁地保护

国家二级保护树种坡垒（ＨｏｐｅａｈａｉｎａｎｅｎｓｉｓＭｅｒｒ．ｅｔＣｈｕｎ）原产海南岛。在西双版纳勐仑热带植物园迁地栽培,年平均增高０．４４～０．９ｍ,胸径加粗０．５４～１．３１ｃｍ,比原产地野生或其他迁地保护地区的植株生长快。花期８～１０月,果熟期翌年３～５月。种子发芽率达９６．７％。经多年观察,未见寒害和严重的病虫害。已繁衍了３代并扩大种植２８４株,说明坡垒在西双版纳热带植物园迁地保护获得成功。