《上柏场报春苣苔种群所在石灰岩洞植物多样性及群落特点,植物学论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上柏场报春苣苔种群所在石灰岩洞植物多样性及群落特点,植物学论文.docx（14页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、上柏场报春苣苔种群所在石灰岩洞植物多样性及群落特点,植物学论文报春苣苔Primulina tabacum) 为中国特有，属苦苣苔科的多年生草本植物；因生境特殊，昆虫难以进行异地授粉，繁衍率极低，野外接近绝灭，已被列为第一批国家级重点保卫野生植物名录。国内外文献对报春苣苔的研究现牵涉无性繁衍、体细胞胚和嫩枝器官发生、苔藓植物对报春苣苔种群的再生作用、阳生和阴生适应种群的特征、生态生物学特征、光合作用特性和基于群落生态的人工培育和种群恢复等。 据文献，报春苣苔分布点的丧失率高达 50%，原记载的广东阳山边界和广东乐昌金鸡岭没有能再次发现。现有 7 个自然种群的分布点，华而不实广东连州 3 个星子上
2、柏场、东陂地下河出入口、小北江近阳山县界、湖南 7 个宁远九嶷山紫霞洞和下灌村、东安、道县、江永县、江华、蓝山和宜章县、广西 1 个贺州八步区灵峰山和江西 1 个婺源灵岩洞。广东连州是报春苣苔形式标本采集地，而上柏场报春苣苔种群数量 2003年报道为 223 株；2005 年为 1 492 株；2007 年为 2 980 株，其种群数量占全球已经知道总数的一半以上，可视为现今的世界分布中心。 有文献报道过连州东陂地下河与广西贺州灵峰山报春苣苔种群所在地的植物多样性，但上柏场与东陂地下河相距大于 20 km，且海拔高度最高595m，为连州地下河237 m的 1 倍以上，与广西贺州地理位置相距更远
3、，各地生境的差异很可能导致植物多样性存在差异。为此，本文对上柏场报春苣苔种群所处的石灰岩洞植物多样性、群落特征和特有成分进行研究，旨在揭示独特的特殊生境下的植物种类多样性与区系特征，有利于了解报春苣苔对生境的适应性，以便为该国家保卫野生植物种群的保卫和发展提供科学根据。 2 研究地自然条件(Natural condition of researchsite) 上柏场主要岩层为石灰岩和灰质白云岩，为岩溶地貌，发育着黑色石灰土和红色石灰土。气候属中亚热带季风型，具明显的山地气候特征，四季分明，夏冬长，秋春短，雨热同季，干冷同期，年均气温 19.5 ，1 月平均气温 8.9 ，极端最低温-9.9；7
4、 月平均温 19.5 ，极端最高温 39.8 。年雨量为 1 597 mm，年平均相对湿度 81%，全年平均无霜期 299 d。地表水溪经落水洞流入岩洞地下河，枯水期流量 0.12 m3 s-1。有报春苣苔分布的石灰岩洞地处 N25o02 48 ，E112o29 09 ，海拔 595 m，洞高 315 m，洞口朝向 SW235o。洞内有植物分布的范围长约 75 m，平均宽约 20 m，面积约 1 500 m2，植被类型为石灰岩植被常绿阔叶灌丛等。 3 研究方式方法Research methods 为避免采集植物标本有所遗漏，同时关注报春苣苔种群数量在不同季节能否有变化，于 2018 年 7月、
5、2018 年 10 月先后 2 次对连州上柏场洞内及洞口附近洞口往内约 2 m 范围的植物群落是个整体，往外为农田，故以距洞口 2 m 以内为研究范围，除报春苣苔外的植物采集各 2 份标本后，带回实验室检索鉴定，标本存放在广州大学植物标本室和广东连州田心省级自然保卫区管理处标本室。由于石灰岩洞内地面凹凸不平，极不规则，洞内斜壁上也有报春苣苔及其他少数植物生长，同时下面有地下河流通，无法设置常规的样地、样方，故只能踏查后定性描绘叙述植被优势种和高度，无法计算重要值和物种多样性等指标。 蕨类植物区系成分分析根据中国隐花植物科属词典。种子植物区系成分分析根据世界种子植物科分布区类型和中国种子植物属分
6、布区类型。种的分布区类型参考中国植物志，参照科、属的地理分布区类型划分大类。根据 Drude 等人的生活型分类统计生活型并建立生活型谱。 4 结果与分析(Results and analysis) 4.1 岩洞内报春苣苔的生长分布 根据 2 次调查结果，报春苣苔种群数量在夏季的 7 月和秋季的 10 月分别为 2893 株和 2784 株，由于 7 月和 10 月为植物开花和结果期，种群数量虽略有变化，但差异不显着，属正常波动，该结果也与作者等于 2007 年 7 月的结果 2980 株没有显着差异。另外，除个别种类外，2 次植物种类的调查结果基本一致。 由于上柏场岩洞高315 m及洞内光照强
7、度的限制，报春苣苔平均高 15 cm主要分布在洞内较内光线弱位置，从洞口往内 510 m 处的地上开场，连续向内约达 80 m 处，一般呈集群分布，仅极少数地段与其它植物种类混生在一起。地上优势种群主要集中分布与岩洞侧壁的石缝中或小平台上，以洞中岩壁上的数量最多，基本未见其他植物。一般其它植物种类数量越多，报春苣苔数量就越少，这一现象和东陂地下河的报春苣苔分布情况一致。 4.2 物种多样性组成 调查结果显示，上柏场石灰岩洞内及洞口附近有维管植物 66 科 100 属115 种，华而不实蕨类植物11 科 13属17 种；被子植物55 科87 属98 种未见裸子植物，详细的科、属、种数量和百分比统
8、计见表 1。 种子植物中双子叶植物的科、属、种数最多，分别占总科、属、种数的 72.73%、79.00%、78.26%，可见，双子叶植物在该研究地具有明显优势，但蕨类植物各级分类群所占比例均超过了单子叶植物。 植物科属组成中，菊科、荨麻科、蓼科、大戟科和蔷薇科是该地段植物多样性的较大科56 种，共20 属 28 种，分别占总科、属、种数的 7.58%、20.00%、24.35 %，讲明植物科属的优势较明显。单种科 42个，占总科数的 63.61%，含 42 属 42 种，分别占属、种数的 42.00%和 36.52%，表示清楚它们也占较大优势。含 24 种的中等科共 19 个，包括 38 属
9、44 种，分别占科、属、种的 28.79%、38.00%和 38.26%。 4.3 蕨类植物科、属、种的区系成分 蕨类植物科的区系中，全球广布的有 6 科，占全部蕨类植物科的54.55%；热带亚热带分布的3科，占 27.27%；泛热带分布的 2 科，占 18.18%。蕨类植物属的区系中，全球广布 4 属，占全部蕨类植物属的 30.77%；热带亚热带分布 4 属，占30.77%；亚洲热带分布 4 属，占 30.77%；北半球寒温带分布仅 1 属，占 7.69%。 蕨类植物 17 个种的区系成分较复杂，以亚洲热带亚热带分布的为主，占全部种类的 1/2 以上。华而不实 世 界 广 布 1 种 ， 为
10、 铁 线 蕨 Adiantumcapillus-veneris；旧世界热带亚热带分布 1 种，为蜈蚣草Pteris vittata；热带亚洲至热带澳洲分布有海金沙Lygodium japonicum1 种；亚洲热带亚热带分布有 9 种为最多；东亚分布 3 种。中国特有分布为蔓出卷柏Selaginella davidii1 种，广东粤北 特 有 分 布 有 广 东 耳 蕨 Polystichumkwangtumgense1 种。另外，在本区石灰岩洞内分布的喜钙或为钙质土指示蕨类植物有 3 种，它们是铁线蕨、蜈蚣草和岩凤尾蕨Pteris deltodon。 4.4 种子植物科、属、种的区系成分 种
11、子植物科的分布区类型中，以泛热带分布的23 科最多占种子植物全部 55 科的 41.82；其次是世界广布科 20 个占 36.36%；北温带分布的 6科占 10.91%；热带亚洲和热带美洲间断分布的3 科(占 5.45%)；旧世界热带分布的 2 科占 3.64%；热带亚洲至热带大洋洲分布的 1 科占 1.82%；研究范围内未见中国特有科。 种子植物属的分布区类型见表 2。表 2 中可见，属的地理成分极为复杂，包含了总共 15 个分布型中的 13 个缺 11.温带亚洲分布和 13.中亚分布类型，以泛热带分布的 24 个属居首位，占 27.59%，其次为北温带分布的 9 属，占 10.33%，然后
12、为世界广布8 属。中国特有分布属在如此小面积的地域中竟高达 3 个，占 3.45%，除了关键种报春苣苔属外，还有铁榄属Sinosideroxylo、盾果草属Thyrocarpus近期有文献以为该属分布至越南，略高于广西岩溶植被植物属中国特有比例的 2.66%，表示清楚该石灰岩地区的生境独特。 种子植物种的分布区成分分析见表 2。表 2 中同时显示，种的分布区有 8 种类型，华而不实东亚分布43 种最多，占全部 98 种的 43.88%；中国特有分布25 种次之，占 25.51%；热带亚洲分布的 19 种，占19.39%。世界广布种 5 种，可能与该岩洞距离村庄较近，人类活动较频繁有关。 4.5
13、 植物生活型与垂直构造特征 生活型是不同植物对同一环境条件长期适应的形态特征。基于 Drude 等人以植物形态、外貌和生活方式为基础的生活型分类，上柏场植物群落的生活型谱如表 3。表 3 中可见，岩洞植物的生活型多样化，6 个类型比例差异较大，以多年生草本 43种为优势，占 37.39%，与中国被子植物特有属生活型中草本植物占较高比例一致，由于草本植物对生活环境具有更广的适应性和较大的可塑性；藤本植物 27 种，占 23.47%居第 2；木本植物常绿乔木、落叶乔木和灌木合计 34 种，占 29.57%，均属于双子叶植物。洞口附近有乔木层，优势种为樟科紫楠Phoebe sheareri，平均高约
14、 3 m；其它小乔木种类虽多，但个体数量少，优势不明显。灌木层种类较多，无明显优势种。草本层除占绝对优势的报春苣苔外，部分地段为鞭叶铁线蕨Adiantumcaudatum、半边铁角蕨Asplenuim unilaterale、叉序草Isoglossa collina等占优势。 5 讨论(Discussion) 南岭岩溶地貌发育，有着独特的石灰岩植物区系，也是中国-日本植物区系的核心部分，中国特有种在总种数所占比例高。岩溶植被固然是地域性的, 但亦带有明显的地带性烙印。在群落尺度上研究植物区系地理是宏观生物地理学研究发展的新趋势，一般以珍稀濒危或群落指示种及其所在群落为研究对象，并进行种的分布区
15、类型分析。比拟分析同域或异域群落植物科、属、种的密度，可讨论群落区系的丰富度或多样性。广东连州星子上柏场地处南岭山脉南侧，特有种比例也相对较高。 岩洞内有植物分布的面积约 1 500 m2，具维管植物66 科 100 属 115 种，是地处亚热带的江西狭果秤锤树Sinojackia rehderiana群落 1 600 m2的 57 科74 属 79 种维管植物的近 1.5 倍；是地处温带地区的山东昆嵛山盐肤木Rhus chinensis群落 1 400m2的 32 科 57 属 66 种维管植物的 1.7 倍。上柏场平均 100 m2的物种密度为 7.7 种，高于狭果秤锤树群落的 4.9 种
16、和广东松群落的 3.4 种。因而，尽管上柏场为生境特殊，但仍具有较高的物种密度。 相比其它有报春苣苔分布点的植物种类密度，上柏场的也大得多。连州东陂地下河共有植物仅 4种，即岩凤尾蕨、半边铁角蕨、红丝线Lycianthesbiflora和水竹叶Murdannia triquetra；与上柏场共有 6 属，即铁线蕨属Adiantum、耳蕨属 Polystichum 、 榕 属 Ficus 、 铁 角 蕨 属Asplenium、鸡血藤属Millettia、菝葜属Smilax等。广西贺州灵峰山的报春苣苔群落仅 4 种伴生植物，即野地钟萼草Lindenbergia muraria、凤尾蕨Pteris
17、cretica var. intermedia、蜈蚣草P. vittata和 条 裂 铁 线 蕨 Adiantum capillus-veneris f.dissectum，与上柏场共有凤尾蕨和蜈蚣草。由此可见，凤尾蕨属和铁线蕨属是上述 3 个报春苣苔分布点的共有属，同时讲明不同的报春苣苔分布点，尽管生境有类似之处，但又具有不同的种类构成。 湖南的宜章，报春苣苔生于丹霞岩槽，而丹霞和石灰岩固然从矿物质到构造都很难找到一样的地方，但却有同样适宜附生植物生长的石壁和石洞的构造，揣测只要有适宜小生境，闽赣交界的丹霞地区同样可能有报春苣苔的存在。上柏场岩洞中，报春苣苔、金荞麦Fagopyrumdibo
18、trys分别为国家 I、II 级重点保卫植物。地区特有种中，粤北特有的广东耳蕨和珍珠莲Ficussarmentosa；连州特有的连县唇柱苣苔Chiritalienxienensis。石灰岩上喜钙的特征种类，有铁线蕨、切边铁角蕨Asplenium excisum和半边铁角蕨、蜈蚣草、岩凤尾蕨；圆叶乌桕Sapiumrotundifolium、竹叶花椒Zanthoxylum armatum、黄梨木Boniodendron minus、黄连木Pistaciachinensis、铁榄Sinosideroxylon wightianum、连县唇柱苣苔、报春苣苔。另有少花桂Cinnamomumpaucifl
19、orum、山小桔Glycosmis parviflora、齿叶黄 皮 Clausena dunniana 、 樟 叶 槭 Acercinnamomifolium、化香树Platycarya strobilacea和岩上珠Clarkella nana等特色植物。洞内的青冈Cyclobalanopsis glauca，与圆叶乌桕、化香树、齿叶黄皮等一起，也同时是广西岩溶植被山顶矮林的优势种，显示出石灰岩岩溶生境的类似性。 不同分布点报春苣苔种群在植株大小、花色、叶片绿色度、厚度、毛被等外部形态和部分生理指标上均存在较明显差异，因而今后应加强对报春苣苔的系统亲缘关系、起源地点、迁移分布规律、生态适应
20、性、种群动态变化和生命表等方面进行深切进入研究。 以下为参考文献(References) 1 曹明, 李世晋, 曹利明, 张奠湘. 中国苦苣苔科三特有属花粉形态研究J. 广西植物, 2007, 27(5): 669-672. 2 彭少麟, 陈万成. 广东珍稀濒危植物M. 北京: 科学出版社, 2003. 3 LU J F, JAIME A, JAT da Silva, MA G H. Vegetativepropagation of Primulina tabucum Hance by petiolecuttingsJ. Scientia Horticulturae, 2020, 134: 1
21、63-166. 4 YANG X Y, LU J F, JAT da Silva, MA G H. Somaticembryogenesis and shoot organogenesis from leafexplants of Primulina tabacumJ. Plant Cell, Tissue andOrgan Culture, 2018, DOI10. 1007/s11240-011-0087-4. 5 REN H, MA G H, ZHANG Q M, GUO Q F,WANGJ,WANG Z F. Moss is a key nurse plant for reintrod
22、uctionof the endangered herb, Primulina tabacum HanceJ.Plant Ecology, 2018, 209(2): 313-320. 6 LIANG K M, LIN Z F, REN H,LIU N,ZHANG Q M,WANG J, WANG Z F, GUAN L L. Characteristics ofsun-and shade-adapted populations of an endangeredplant Primulina tabacum HanceJ. Photosynthetica, 2018,48(4): 494-50
23、6. 7 任海, 彭少鳞, 张奠湘, 简曙光, 韦强, 张倩媚, 刘念,李世晋, 陈文杉, 庄益智. 报春苣苔的生态生物学特征J. 生态学报, 2003, 23(5): 1012-1017. 8 梁开通明达, 林植芳, 刘楠, 张倩媚, 任海. 不同生境下报春苣苔的光合作用日变化特性J. 生态环境学报, 2018,19(9): 2097-2106. 9 9 REN H, ZHANG Q M, WANG Z F, GUO Q F,WANG J, LIU N, LIANG K M. Conservation andpossible reintroduction of an endangered p
24、lant based onanalysis of community ecology: a case study of Primulinatabacum Hance in ChinaJ. Plant Species Biology, 2018,25: 43-50. 10 何克军, 李意德. 广东省国家级重点保卫野生植物资源现在状况及保卫对策J. 热带亚热带植物学报, 2005,13(6): 519-525. 11 缪绅裕, 王厚麟, 黄金玲, 郭培国. 粤北和粤东北若干珍稀濒危野生植物的种群特征J. 热带亚热带植物学报, 2008, 16(5): 397-406. 12 喻勋林, 肖准, 张贵
25、志, 吴诗霞. 湖南报春苣苔的分布J. 中南林业科技大学学报, 2020, 32(6): 132-134. 13 吴望辉, 蒋日红, 农东新, 许为斌. 广西苦苣苔科一新记录属 报春苣苔属J. 广西植物, 2018 (3):290-291. 14 查晓华. 婺源发现极度濒危植物报春苣苔N. 中国绿色时报, 2018-09-13:A01. 15 藏穆, 黎兴江. 中国隐花(孢子)植物科属词典M. 北京: 高等教育出版社, 2018. 16 吴征镒, 周浙昆, 李德铢, 彭华, 孙航. 世界种子植物科的分布区类型系统J. 云南植物研究, 2003, 25(3):245-257. 17 吴征镒. 中
26、国种子植物属的分布区类型J. 云南植物研究, 1991(增 4): 1-139. 18 中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志(第26 卷)M. 北京: 科学出版社, 1959-2001. 19 应俊生, 陈梦玲. 中国植物地理M. 上海: 上海科学技术出版社, 2018: 148, 173-174. 20 邢福武, 陈红锋, 王发国, 陈振明, 曾庆文. 南岭植物物种多样性编目M. 武汉: 华中科技大学出版社,2020: 188. 21 欧祖兰, 苏宗明, 李先琨. 广西岩溶植被植物区系J.广西植物, 2004, 24(4): 302-310. 22 谢国文, 王惟荣, 何静欣, 黎瑞宝, 郭华勇, 林芳. 濒危植物狭果秤锤树所在群落的区系特征J. 广州大学学报: 自然科学版, 2020, 11(4): 18-24. 23 侯玉平, 牛凯峰, 朱家华, 赵雪, 王仲礼. 昆嵛山盐肤木(Rhus chinensis Mill.)群落特征及其物种多样性J.生态环境学报, 2020, 21(5): 818-824. 24 缪绅裕, 王伟彤, 曾阳金, 周锦元, 黄林生, 谢国忠.广东石门台自然保卫区广东松群落的基本特征J. 广西植物, 2004, 24 (5): 390-395.