濒危植物明党参的空间分布格局和生存过程分析研究

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该文以种群进化产生的特性分化为主并与相近种为对照进行濒危植物明党参(Changium smyrnioides Wolff.)分布格局的研究;以非破坏性途径利用地上部构件性状估测个体年龄模型方法探讨了植物种群生态学重要参数——年龄的基础上分析了种群个体数量变化,对揭示濒危植物的濒危机制将提供重要参考依据.研究结果如下:(1)利用个体构件的外在数量特征通过Logistic函数估测明党参理论年龄上限为50a;利用实验室数据通过分段函数模型可以初步判断明党参根体积生长量约为8.8255g时出现增长速度的转折点;Weibull分布函数拟合种群年龄的理论分布得到种群呈现衰退结构.(2)就明党参而言,小面积上个体的分布格局主要受其自身的生物学特性影响,而较大面积上个体分布格局的主导因子是光;峨参(Anthriscus sylvestris(L.)Hoffm.)对水分和光照有一定要求,水分限制了其分布的大范围,本身的生物学特性使其具有较强的竞争力,决定了小规模上的分布.明党参分布格局在不同生境的小面积区组上不易聚集,有一定的变动性,在大面积的区组上格局较一致,为集群分布,花葶格局在小区组上呈现均匀分布,这有利于种子的散播,拓展种群生存空间,但是随着区组面积的上升呈现聚集分布,中年个体基本在1.28和2.56两个区组上聚集强度最大;峨参母株的分布情况与明党参类似,但是其无性系小株在调查的所有生境和区组上均为强烈集群分布.明党参在某些研究区组上呈现了不同的格局分布如随机分布,峨参母株也出现类似情况,但是无性系却始终呈现强烈的聚集分布.生殖特征决定了明党参和峨参在小区组上分布规律的差异,结果导致明党参的聚集程度远远不及峨参.明党参属于耐受型物种,在50a中只要有种子萌发成活,则对于种群繁衍贡献就算是成功的,而进化中与特殊地理环境和气候的相适应性也是成功的,在略有坡度的区域上种子经过林下地表雨水形成的径流和冲刷可以到达较远的区域,是种群拓展空间的主要途径之一.(3)数量分析表明,目前明党参种群表现出衰退趋势,种群年龄结构类似于老年型,种群的净增殖率、瞬时增长率和周限增长率均较低,世代周期较长.Leslie矩阵模型分析预测未来30a中种群个体数量将呈现出下降趋势.在所研究的样地中,明党参种群种子萌发和幼苗期(0~5a),成熟期(15~25a)和老年期(45~50a)受到了环境筛的强烈作用.种群个体数量降低对种群的未来意味着:1.现在种群的个体数量多或密集,则数量的降低可能是其达到或超过环境容纳量时进行的一种负反馈调节,有助于种群稳定发展;2.对于个体数量较少的局部种群而言,个体数量的减少在集合种群意义上意味着衰退,是种群走向灭亡的前兆.明党参属于后者.综上所述,明党参个体寿命长,种群处于衰退状态,自我更新慢,种子受到微环境和气候的影响使得萌发率极低,在幼苗期、成熟期和老年期受到环境的强烈筛选,成熟植株的抗人为活动干扰能力较弱,种群数量急剧减少具有涡轮效应,情况不容忽视,建议采用就地保护和迁地保护相结合的保护策略.
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