极小种群野生植物光叶蕨的解剖结构、光合及生态学特性研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yongxi
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光叶蕨(Cystoathyrium chinense)是国家I级保护植物,仅分布于四川天全县二郎山鸳鸯岩至团牛坪一带,数量稀少,处于极度濒危的状态。本研究以天然分布光叶蕨为研究对象,对其种群结构、形态特征、解剖结构、光合作用等进行研究,以期了解其濒危机制,为种群保护与恢复提供理论支持。主要研究结果如下:(1)光叶蕨的重要值和生态位宽度均较大,重要值右岸居群为26.62,左岸居群为35.77,生态位宽度右岸居群为0.8,左岸为0.84,表明该物种环境适应能力较强。同时光叶蕨与其他物种的生态位相似比例和生态位重叠值也较大,种群间存在较强竞争。(2)光叶蕨两个居群存在不同的年龄结构。右岸居群各年龄阶段所占的比例为:幼龄期占58.2%,中龄期占27.6%,老龄期占14.2%,属于增长型,左岸居群的比例为:幼龄期占26.2%,中龄期占54.8%,老龄期占19.0%,属于衰退型。(3)光叶蕨两个居群的空间分布特征存在明显差异。右岸居群呈集群分布,而左岸居群分布方式介于集群分布和随机分布之间。两个居群存活曲线都符合Deevey-II型存活曲线,种群动态特征都表现为早期减少、中期稳定、后期衰退的特点。(4)光叶蕨植株年龄与地上部分各性状之间具有显著相关性,叶片长度、羽片对数等形态指标均随着年龄的增加而显著增加,结果表明通过叶柄残基数量判断光叶蕨年龄的方法具有可行性。(5)光叶蕨为异面叶,仅下表皮有气孔,上下表皮细胞均为不规则形状,垂周壁为深波状。叶片解剖结构简单,由上表皮、下表皮和叶肉组织三部分组成,无栅栏组织和海绵组织的分化。叶柄基部具有2个分体中柱,呈“八”字形排列,维管束均为周韧型,木质部两端均具明显的弯钩,为典型的“海马型”。(6)光叶蕨存在新的繁殖方式—珠芽繁殖。珠芽着生在羽片先端的叶脉上,与孢子囊的着生部位近似,外形似水滴,外表光滑,于5月中旬与孢子囊群一起出现并生长,8月底成熟。多数珠芽在光叶蕨叶片枯黄前(9月中旬)已经脱落,有极少数珠芽在叶片枯黄后依然不脱落且能在叶片上就生长出根状物。(7)光叶蕨的净光合速率(Pn)日变化呈“单峰”型曲线,峰值出现在10:00。胞间CO2浓度(Ci)的日变化呈“V”型曲线,谷值出现在10:00时。气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)日变化呈“W”型曲线,峰值出现在8:00、12:00和18:00,其中12:00最高。(8)光叶蕨的最大净光合速率(Pn-max)为1.96±0.5μmol·m-2·s-1,表观量子效率(AQY)为0.055±0.008,较同生境下的其他蕨类植物低,光饱和点(LSP)为693.66±16.37μmol·m-2·s-1,光补偿点(LCP)为6.98±1.06μmol·m-2·s-1,光适应区间窄。结果表明在阴湿环境下,光叶蕨的光合能力较弱,不具备竞争优势。综上所述,光叶蕨种间竞争大、光合能力低、生境特殊是其濒危的主要原因,为更好地保护光叶蕨植株及生境,建议将光叶蕨所在地纳入喇叭河自然保护区,加强就地保护,强化生长监测与管理保护。同时加强光叶蕨的人工繁殖研究,特别是珠芽繁殖,以扩大种群数量。
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