论文部分内容阅读
高山冰缘带是位于高山草甸及永久雪线之间的地理区,具有温度低、气压低、紫外线辐射强、霜冻、积雪、气候多变且昼夜温差大等不利于植物生长的环境因子,被认为是陆地上最为极端的生境之一。在全球气温持续变暖的背景下冰川大面积退缩所形成的裸地是研究植被原生演替及其环境解释的理想场所。苔藓植物具有很强的耐寒、耐旱、耐瘠薄等抗逆性状,是冰川退缩迹地中最早出现的先锋植物。由于形体微小,冰川退缩迹地的苔藓植物常被严重忽视。目前高山冰缘环境苔藓植物的物种多样性、繁殖、扩散及生存策略等资料极为缺乏。本研究以中国新疆天山1号冰川、木斯岛冰川,西藏24k冰川、小冬克玛底冰川四个代表性冰川的退缩迹地作为研究区,对该区域内的苔藓植物物种多样性及其特点、群落演替特征、繁殖特征及策略进行研究。本研究拓宽苔藓植物生态学研究的研究地域和领域,并深化冰缘苔藓植物对高压力环境的繁殖适应机理研究,在国内首次全面系统获得高山冰缘带苔藓植物多样性以及演化信息,充实和发展冰缘环境植物的发育、演化、繁殖和寒区生态学有着重要的意义。主要研究结果如下:1.高山冰缘带苔藓植物物种多样性及其特点不同的冰川退缩迹地,其苔藓植物物种多样性表现出较大差异,新疆天山1号冰川退缩迹地有苔藓植物48种(14科42属),木斯岛冰川退缩迹地有藓类植物28种(8科13属),西藏小冬克玛底冰川退缩迹地有藓类植物53种(15科25属);24k冰川前沿及表碛上有苔藓植物114种(29科60属)。包括新疆苔藓植物新纪录2种,西藏苔藓植物新纪录10种。四个冰川退缩迹地苔藓植物的物种多样性共有的特点有,均以丛藓科Pottiaceae和真藓科Bryaceae为主要优势科,以真藓属Bryum为主要优势属;单种科、单种属类型比例较高,单种科的比例最高达53.33%,单种属的比例最高达72%(小冬克玛底冰川),一定程度上反映了冰缘带区域环境的高度异质性与复杂性。由于单种科、属类型更容易因环境受破坏而发生区域性消失,在生态修复能力弱的冰缘带区域亟需加强生态保护。在区系特点上,冰缘带苔藓植物以北温带分布成分分布类型的北极——高山分布为主,符合冰缘带区域的地理特征;在区系相似分析上,属的相似性系数均高于50%,说明四个代表性冰缘区域的苔藓植物相互间为近缘植物区系。2.冰川裸地苔藓植物的群落演替生态特征冰川退缩迹地最早出现的可见群落为苔藓植物群落。随着与冰川前沿的距离增加,冰川退缩迹地苔藓植物物种丰富度整体趋势表现为增加,但中间存在一定的波动。冰川退缩迹地苔藓植物的演替过程有明显的规律性,从冰川前沿向外的演替规律呈现为顶蒴藓类Acrocarpous mosses(如真藓科Bryaceae、丛藓科Pottiaceae、牛毛藓科Ditrichaceae)→侧蒴藓类Pleurocarpous mosses(如木灵藓科Orthotrichaceae、柳叶藓科Amblystegiaceae、青藓科Brachytheciaceae、灰藓科Hypnaceae)的变化。这种规律说明了顶蒴藓类比侧蒴藓类更能适应恶劣的环境。3.高山冰缘带苔藓植物的繁殖策略及其特征高山冰缘带苔藓植物通过繁殖分配投入更少的克隆繁殖来维持种群的持续和不断更新;同时也有较高比例的物种能进行有性繁殖,投资于孢子的生产与传播,不断拓殖更远的新生境或通过孢子来度过寒季(避难),以维持在冰缘带苔藓植物的持续生存和广泛的分布。高山冰缘带以雌雄异株的苔藓植物占优势,反映了雌雄异株的苔藓植物对冰缘恶劣环境的适应生存能力比雌雄同株更具有优越性。但是雌雄同株苔藓植物的性和雌雄异株苔藓植物的性表达比例、无性繁殖的比例并未有显著性差异,这可能和环境、雌雄异株苔藓植物的生活史、个体的适应能力等等多方面因素有关。高山冰缘带区域雌雄异株的苔藓植物中出现明显的雌性偏向。这可能与生殖的真实代价有关:雄性表达所需要的代价比雌性表达更高。