十种濒危植物的种群生态学特征及致危因素分析

从保护生态学的观点出发,对10个濒危植物的地理分布、生境条件、种群数量动态、空间分布格局、种间关系、种群的生命表、生殖力表、有性生殖、无性繁殖等种群生态学特征进行了综合分析。论述了濒危植物以光合、蒸腾、呼吸为主的生理生态学规律;预测种群数量动态的Leslie矩阵、刻画种群空间分布格局的模型、刻画种群生长和数量增长的Logistic方程和多元回归模型所反映出的生态学特征。分析了濒危植物种群动态、发展趋势以及在内外因素作用下的生态学特征和过程。针对濒危植物保护研究存在的问题,从生态学角度对我国未来濒危植物保护研究应注意的问题提出了建议。     

濒危物种裂叶沙参及其近缘广布种泡沙参的遗传多样性研究

根据对１２个形态性状的统计分析和１０个基因位点的等位酶检测,探讨了濒危植物裂叶沙参及其近缘广布种泡沙参的遗传多样性水平,对３个裂叶沙参和６个泡沙参天然群体的遗传分析表明,两种沙参属植物均具有很高的遗传变异水平,这种变异性既体现在形态学水平上,也体现在酶位点水平上,在２个茎叶形状以及１０个花果和种子形状上,濒危种裂叶沙参的变异性均与广布种相当,同样,根据７个酶系统１０个等位酶位点的度量,裂叶沙参群体     

濒危植物裂叶沙参种群生殖力表的研究

本文分别以当年产种子数量和一年生幼苗数量为基础,编制了裂叶沙参种群(总和)和海拔2300-2400m, 2700-2900m, 2900-3100m, 3100-3400m 4个不同海拔区域种群的生殖力表,分析了不同种群两种生殖表的种群内禀增长率(r_m),周限增殖率(λ),净增长率(R₀),毛增长率(G)等动态参数与种群动态的关系;比较了两种生殖力表的特点和利弊;讨论了裂叶沙参种群生殖生态学特性和种群发展趋势及其与环境因素的关系。以种子数量为基础编制的生殖力表的各种群动态参数表明,裂叶沙参具有较强的产生种子的能力,特别是在生境条件较好的海拔2700-3100m区域,种群个体结实量可达到很高的水平。以一年生幼苗数量为基础编制的生殖力表表明,裂叶沙参种群从整体上呈衰退趋势。但不同种群间存在差异:在海拔2300-2400m,水份条件较好的特殊生境和海拔2900-3100m的种群呈稳定特征;而海拔2700-2900m,3100-3400m的种群呈缓慢衰退特征。以种子数量为基础编制的生殖力表可以反映裂叶沙参种群产生种子的能力和生殖生态学特征;而以一年生幼苗数量为基础编制的生殖力表包含了种子库的生态学过程,能较好的反映种群动态特征。在实践中,两种生殖力表应配合使用,才能全面刻划种群生殖生态学和种群动态特征。     

裂叶沙参和泡沙参种群有性生殖和无性繁殖的比较

通过对裂叶沙参(Adenophora lobophylla Hong)和泡沙参(A.potaninii Korsh.)种群有性生殖和无性繁殖特性的对比,揭示濒危植物裂叶沙参的种群内部致濒机制。结果表明:裂叶沙参种群幼苗抢占草本层上层空间能力弱于泡沙参种群;裂叶沙参种群是以相对长的生殖期和高产籽量来适应环境;裂叶沙参种群开花结实量虽高于泡沙参种群,但其中成熟种子少,种子质量差,致使其种群由种子到一年生幼苗的转化率极低,并且幼苗生活力弱,是导致其种群濒危的重要内部原因。裂叶沙参种群除有性生殖外还兼有较弱的无性繁殖,是对其有性生殖的一个重要补充。     

濒危种裂叶沙参种群生命表和存活曲线的研究及其与广布种泡沙参的 …

以近缘广布种泡沙参为对照,本文编制了濒危种裂叶沙参种群的标准生命表,存活曲线以及海拔２３００￣２４００ｍ、２７００￣２９００ｍ、２９００￣３１００ｍ和３１００￣３４００ｍ区域４个种各的生命表,存活曲线。根据其生活史,讨论了裂叶沙参各种群特定年龄的存活量,死亡量和死亡率等重要参数,裂叶沙参种群存活曲线属ＤｅｅｖｅｙＣ型,１￣５年生死亡率最高,个体最长寿命２５年,而泡沙参种群的死亡高峰期是１￣３年,个     

濒危种裂叶沙参种群生命表和存活曲线的研究及其与广布种泡沙参的对照

以近缘广布种泡沙参为对照,本文编制了濒危种裂叶沙参种群的标准生命表、存活曲线以及海拔２３００～２４００ｍ、２７００～２９００ｍ、２９００～３１００ｍ和３１００～３４００ｍ区域４个种群的生命表,存活曲线。根据其生活史,讨论了裂叶沙参各种群特定年龄的存活量、死亡量和死亡率等重要参数。裂叶沙参种群存活曲线属ＤｅｖｅｙＣ型,１～５年生死亡率最高,个体最长寿命２５年。而泡沙参种群的死亡高峰期是１～３年,个体最长寿命２１年。导致裂叶沙参种群幼龄个体死亡的内在原因是其较弱的抗逆性和适应能力;外在原因是严重的干旱、外界干扰和群落内的光照不足。裂叶沙参种群适应不良环境的能力较泡沙参弱：在海拔２７００ｍ以下地区,由于外界干扰和环境干旱,除水份条件较好的特殊生境,大多种群呈严重衰退趋势,不能满足编表条件,只有海拔２７００ｍ以上区域的种群呈稳定或扩展趋势;而泡沙参各种群在不同海拔区域均呈稳定或扩展趋势,满足编表条件。从海拔２３００ｍ到３４００ｍ,不同裂叶沙参种群个体寿命呈：短长短的格式,与外界严酷较好严酷的环境相对应。这表明裂叶沙参种群在严酷环境条件下改变了其生存对策,缩短了个体寿命。     

青藏高原东部不同海拔高度裂叶沙参气体交换与水分利用效率

裂叶沙参主要分布在四川省青藏高原东部边缘海拔２３００－３４００ｍ区域范围内,比较了不同海拔高度的裂叶沙参的气体交换、水分利用效率和塑性,评价了裂叶沙参在各种生境条件下的适应性和环境因子间可能的相互作用。低海拔的裂叶沙参的净光合速率（Ｐｎ）和表观量子效率（ＡＱＹ）比高海拔地区低,并与相对土壤水分含量（ＳＷＣ）和空气温度（Ｔａ）紧密相关。相反,由于空气效率（ＡＱＹ）比高海拔地区低,并与相对土壤水分含量     

濒危植物长苞铁杉的地理分布和资源现状及致危因素分析

根据野外调查的结果,对福建天宝岩国家级自然保护区马石坑、广东南岭国家级自然保护区老蓬顶、湖南莽山国家级自然保护区泽子坪和鬼子寨、广西猫儿山国家级自然保护区小老山、贵州梵净山国家级自然保护区鱼坳、湖南黄桑国家级自然保护区源头山、湖南城步县奇山和江西大余县石溪的长苞铁杉〔Nothotsuga longibracteata(W.C.Cheng)Hu ex C.N.Page〕居群的生境和生存现状进行了比较分析。结果表明:长苞铁杉的地理分布相对狭窄,多呈零星或小片分布;该种正面临分布区缩小和居群规模下降,甚至濒临灭绝的危险。在长苞铁杉集中分布的这些区域,大多数居群面临生存威胁;各居群的个体数量有较大差异,其中,天宝岩居群最大,长苞铁杉数量达几千株;石溪居群和源头山居群最小,长苞铁杉数量只有几十株。全球气候变化、人类活动影响和本身更新困难是导致长苞铁杉濒危的原因,其中,人类活动影响是长苞铁杉致危的直接原因。根据长苞铁杉生存状况,建议对其伴生的阔叶树进行疏伐,适当开辟林窗,有利于长苞铁杉的更新;自然保护区的建立对长苞铁杉的保护发挥了重要的作用,而在其他非保护区的分布区,也应加大宣传力度并采取相应保护措施;实施迁地保护可以有效保护长苞铁杉这一珍稀树种。     

裂叶沙参与泡沙参解剖生态学的比较研究

借助于光镜和扫描电镜,系统观察了濒危植物裂叶沙参(Adenophora lobo-phylla Hong.)的根、芦头、茎和叶的解剖特征及茎、叶、种子的表面形态特征,并将有关性状与广布种泡沙参(A.potaninii Korsh.)作了对比研究。结果表明,两种沙参在叶表皮细胞形状,垂周壁式样,角质层初级雕纹及次级雕纹;叶片气孔形状及外拱盖外缘纹饰及内缘形状,保卫细胞上角质层薄厚及蜡质纹饰;叶表毛状体形状及纹饰,茎中皮层占茎横切面的比例;茎中有无髓纤维等方面存在着明显差异。相对于泡沙参,裂叶沙参单株叶面积大,生物量高,表皮角质层薄,单位面积内被毛数量少,栅栏组织薄,气孔周围蜡质沉积颗粒少;茎的直径大,皮层较薄等。这些特征表明裂叶沙参对旱生生境适应能力弱,而泡沙参对旱生生境适应能力强。     

青藏高原野生濒危药用植物掌裂兰的 生境及濒危因素分析

该研究通过对青藏高原珍稀濒危药用植物掌裂兰(Dactylorhiza hatagirea)的气候、地理、土壤和群落等生境方面的研究,分析了导致其濒危的主要因素。结果表明:(1)掌裂兰喜湿润的高寒草甸土壤,在青藏高原主要分布于青海省北部、东南部、南部和四川省西部,西藏东南部的湿生草甸或沼泽化草甸、嵩草草甸、滩地(台地)、河滩岸上,覆盖区域范围为94°15'49″—102°46'27″E、29°14'15″—36°59'7″N,海拔在2 960～4 150 m之间。(2)掌裂兰分布区的气候特点为累年年均风速为2.1 m·s~(-1)、累年年均气温为3.5℃、累年年均降水量在339.4～680.2 m之间、累年年均相对湿度为58%。(3)掌裂兰群落与共生植物种类多样,不同区域共生植物种类不同。调查样地内共有维管束植物58种,隶属于22科45属。群落1中优势种为黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)和甘肃棘豆(Oxytropis kansuensis);群落2中优势种为马蔺(Iris lactea),其次为鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)等喜阳耐阴的植物种;群落3中优势种为问荆(Equisetum arvense)及斑唇马先蒿(Pedicularis longiflora var. tubiformis)。(4)采用主成分分析法,找出影响掌裂兰濒危的主要生态因子有土壤有机质、总氮、总磷含量及降雨量和湿度,其载荷系数均在0.9以上,其次为风速、温度、pH值,载荷系数在0.8以上。实地调研发现,青藏高原掌裂兰分布区生境脆弱,遗传多样性低,风媒传播效率低,种子萌发率低,种群天然更新能力弱,分布区狭窄等因素是导致该植物稀少濒危的主要原因。建议对掌裂兰典型适生生境建立保护区,加强个体繁育和野生抚育研究,增加个体数量和生长量。     

裂叶沙参分布区域和生物学生态学习性的调查

濒危植物裂叶沙参(Adenophora lobophylla Hong)已发现的天然分布区在四川西北部金川县的安宁、曾大、卡撒、马尔邦、观音桥五个乡,分布面积估计不超过5000km2,根据文献记载和50年代采集的标本分析,裂叶沙参的分布区正在缩小。裂叶沙参以有性生殖为主,在外界干挠和春旱严重的条件下也营无性生殖。在海拔2700m以下地区,裂叶沙参星散分布,生长发育不良,年龄结构老化,种群呈衰退趋势。在较为适生的海拔区间(2700-2900m),裂叶沙参生长正常,花果产量高,年龄结构合理。在海拔2900m以上地区,裂叶沙参分蘖数、花果量减少,个体寿命缩短。裂叶沙参所处群落可分为山杨、山棉花林;旱生多刺灌丛或灌丛;旱生灌草丛;和旱生草丛。裂叶沙参种群在各群落中均为伴生种,受到群落不同程度的影响。     

濒危植物裂叶沙参的大小孢子发生及雌雄配子体发育

本文以近缘广布种泡沙参为对照,对濒危物种裂叶沙参进行了大小孢子发生和雌雄配子体发育的研究。裂叶沙参的药壁发育为双子叶型,绒毡层为腺质型,细胞含两核。小孢子母细胞在减数分裂过程中胞质分裂为同时型。小孢子四分体为四面体型,成熟花粉粒为2-细胞型。胚珠倒生,单珠被,薄珠心,大孢子四分体为线形排列,胚囊发育为蓼型。成熟胚囊中两极核在受精之前融合为一个大的次生核。当胚囊发育至单核胚囊时,珠被的最内层细胞发育为珠被绒毡层。濒危植物裂叶沙参在大、小孢子发生及雌、雄配子体的发育过程中,未见有败育及其它异常现象;与对照种泡沙参相比,也未见有差异,这说明裂叶沙参的致濒原因不在于有性生殖过程。     

裂叶沙参与泡沙参种群分布格局分形特征的分析

 裂叶沙参与泡沙参种群在不同海拔区域分布格局的计盒维数与其在群落中占据空间的能力成正比,并且与环境因素密切相关。在裂叶沙参与泡沙参种群较为适生的区域,海拔2700～3100m,两者在群落中占据空间的能力最强,他们的计盒维数达到最高。在低于海拔2700m或高于海拔3100m,环境条件严酷的区域,裂叶沙参种群与泡沙参种群占据空间的能力不同程度的下降。在不同的海拔区域,广布种泡沙参种群占据空间的能力均比裂叶沙参种群高,而其受环境因素影响较弱。在海拔2700m以下地区,泡沙参种群水平分布格局的计盒维数比裂叶沙参种群高4.5倍;在两种群较为适生的区域,海拔2700～3100m,泡沙参计盒维数比裂叶沙参种群高1.5倍,差异最小;在泡沙参与裂叶沙参种群分布的上限,海拔3100m以上地区,两者计盒维数差异又增加,泡沙参计盒维数比裂叶沙参种群高1.8倍。这说明裂叶沙参种群的内在适应力、竞争力比泡沙参种群相对较弱。     

裂叶沙参气孔行为与光合蒸腾特性通径分析

通过相关系数和通径系数分析方法,对不同海拔高度裂叶沙参(Adenophora lobophylla)气孔行为与光合、蒸腾特性的关系进行了相关性分析。气孔行为对光合、蒸腾均缺乏显著的相关性,说明裂叶沙参光合、蒸腾作用的气孔控制不显著;裂叶沙参叶片气孔开度直接影响光合速率和胞间CO₂浓度,气孔导度对裂叶沙参蒸腾速率影响较大。     

用核糖体DNA的ITS序列探讨裂叶沙参的系统位置——兼论ITS片段在沙参属系统学研究中的价值

本文采用PCR直接测序方法,对来自沙参属全部2组7亚组的10个种和作为外类群的风铃草属2个种的核糖体DNA　ITS片段进行了序列分析。在重点探讨裂叶沙参分类地位的同时,分析了ITS片段序列在沙参属系统发育重建中的价值。结果表明,在沙参属中,ITS片段在长度、GC含量和位点变异量上均比较一致;长度539bp～541 bp,GC含量57％～60％,信息位点只占总位点的3．9～6％。采用PAUP软件进行的系统发育分析表明,裂叶沙参A．lobophylla与大花盘亚组的A．himalayana组成一支,而不是象以往形态学和杂交试验所推断的与泡沙参A．potaninii或A．stenanthina近缘。可见,ITS序列进一步支持将裂叶沙参移出泡沙参复合体甚至移出有齿亚组的推论,但同时也表明将其作为A．stenanthina的近缘种是不适宜的。尽管本研究所测定的类群已涵盖了整个沙参属,但种间序列的两两比较表明,沙参属种间在ITS片段上的分化很小(0.0～3.9％),相比之下,沙参属类群与风铃草属类群间的分化却很高(17.8％～19.2％)。这大概和沙参属起源较晚、遗传分化较小有关。本文还就ITS片段在沙参属和桔梗科系统学研究中的价值进行了讨论。     

SPATIAL GENETIC STRUCTURE OF CLONAL AND SEXUAL REPRODUCTION IN POPULATIONS OF ADENOPHORA GRANDIFLORA (CAMPANULACEAE)

The spatial distribution of clonal versus sexual reproduction in plant populations should generally have differing effects on the levels of biparental inbreeding and the apparent selfing rate, produced via mating by proximity through limited pollen dispersal. We used allozyme loci, join-count statistics, and Moran's spatial autocorrelation statistics to separate the spatial genetic structure caused by clonal reproduction from that maintained in sexually reproduced individuals in two populations of Adenophora grandiflora, a perennial herb. Join-count statistics showed that there were statistically significant clustering of clonal genotypes within distances less than 4 m. Both the entire populations and the sets of sexually reproduced individuals exhibited significant spatial autocorrelation at less than about 12 m, and the sexually reproduced individuals are substantially structured in an isolation-by-distance manner, consistent with a neighborhood size of about 50.