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本研究运用分子遗传学、群落生态学和生理生态学等学科的研究方法对我国南亚热带常绿树种刺栲进行了综合调查研究,旨在对其种质资源现状,生长情况及对环境变化的适应和响应能力进行分析,以利于为刺栲的有效保护提供较为系统的理论依据。
利用叶绿体DNA微卫星分子标记技术对刺栲19个天然种群的遗传多样性和遗传结构进行了检测分析,并在此基础上简要探讨了冰期事件对其单倍型地理分布的影响。结果表明,刺栲种群保持了中等偏高的遗传多样性(Hr=0.686,Hs=0.524),为其种质资源的保护提供了一定的种源基础。种群间分化虽然较低(GsT=23.6%),大部分变异存在于种群内,但是也达到了显著水平(AMOVA,P<0.001)。这可能与历史事件和其较强的种子散布能力有关。单倍型的分布表明刺栲在冰期时可能有多个散在分布的避难所。间冰期时刺栲种群从这些避难所中重新扩散开来,从而导致其单倍型的分布呈现出一个较为复杂的模式。
对广东、福建两省的刺栲自然林与村边林进行了调查研究。无论是从区系组成还是群落的分类来看,刺栲分布区都具有显著的南亚热带气候性质。保存较好的刺栲群落在长期的演替过程中,形成了较和谐的复杂混交结构。乔木层物种多样性较低(自然林H=2.22,村边林H=2.87),这是刺栲自身竞争能力强,为群落的优势种以及人为干扰作用的结果。村边林的物种多样性高于自然林,表明村边林在物种保护中具有潜在的重要价值。刺栲种群具有一个完整的龄级,因此总的呈相对稳定的趋势,但群落结构与动态分析显示刺栲种群在多数区域内都处于衰退状态,在小环境的差异和人为影响的共同作用下,群落极有发生逆向演替的可能。
光合生理生态的研究包括三部分内容,即气体交换、叶绿素荧光特征分析及不同胁迫处理对刺栲叶片叶绿素荧光的影响。试验显示刺栲幼树保持阳生植物的特征(LSP=400~500μmolphotorism-2S-1),在强光下发生可逆性的光抑制,但整个冠层叶可以较好的利用散射光和透射光,又使其具有较强的耐荫性,从而使其能够成功地渡过苗期,最终成为群落上层的建群种。光补偿点低和耐荫的特性保证了刺栲在南亚热带常绿阔叶林群落的演替后期充分发挥其光合生理功能,成为群落的优势种。胁迫实验显示高温和水分胁迫对刺栲离体叶片的影响显著,PSII反应中心的活性受到严重破坏,说明其不耐干旱的特征。
总结本研究的结果,可以得出虽然刺栲的种质资源目前还很丰富,但群落分析显示,我国的刺栲林已经受到了极大破坏,大部分种群都处于衰退状态,因此对刺栲及刺栲林的保护是我们亟需开展的一项工作。在制定和实施保护措施时,首先应充分考虑刺栲种群遗传多样性的特征,种质资源的取样和保护方针应兼顾种群内多取样,同时还要基于种群间的分化,对多个种群进行采集,从而实现对其遗传资源的有效保护。其次要减少人为破坏,使刺栲群落得以健康稳定的发展。对于刺栲林保护,除了要维护和管理好保护区及国家公园的生态环境外,加强对村边林的保护也具有特殊的重要性。最后还要继续加强对刺栲及刺栲林保护生理学的研究,了解环境胁迫的生理原因和个体对胁迫的反应,从而制定有效的保护策略;另一方面根据现有的结果在进行林分改良时,要考虑刺栲喜温喜湿,阳生耐荫的生理生态特性,合理配置树种,改善种间关系,以有效的保护推广刺栲林。