龙肘山野生荞麦分布及其环境影响研究

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野生荞麦资源是研究荞麦属分类、系统进化、物种起源和生物多样性的重要材料,但随近年来生态环境的恶化,四川的野生荞麦资源正逐渐减少。横断山脉以其特殊的地形及复杂的自然环境,造就了多样的生态气候类型,从而为野生荞麦资源的种质多样性创造条件。凉山州会理县和攀枝花市米易县境内的龙肘山,位于横断山脉西部,其生境相对封闭,拥有金荞麦(Fagopyrum cymosum)、细柄野荞(Fagopyrum gracilipes)、齿翅野荞(Fagopyrum gracilipes var. odontopterum)、普格野荞(Fagopyrum pugense)及大量介于细柄野荞与普格野荞之间的过渡类型。当前对于我国西南地区的野生荞麦资源分布与遗传多样性的研究有大量报道,但基于生态学原理的分析研究较少,特别是针对特定封闭环境条件下的野生荞麦资源分布与遗传进化的研究还鲜见报道。鉴于此,本研究以龙肘山为研究区域,通过双向指示种分析(TWINSPAN)、除趋势典范对应分析(DCCA)和影响因子变量分离(PCCA)等群落生态研究方法,对龙肘山封闭环境下的野生荞麦资源分布进行研究,同时根据过渡类型在不同海拔环境的变化,并结合对其遗传多样性的研究,对野生荞麦的进化趋势进行探讨,研究结果如下:(1)影响龙肘山植物群落的因子主要以海拔为主的空间因子和以土壤全氮为主的生境因子。金荞、齿翅野荞、细柄野荞、普格野荞及介于细柄野荞与普格野荞5种过渡类型在海拔梯度上有一定分布规律,金荞麦在海拔2000-2450m零星分布,普格野荞主要分布于海拔1800-1900m,过渡类型Ⅰ主要分布于海拔1900-2000m,齿翅野荞及过渡类型Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ主要分布于海拔2000-2300m,细柄野荞则主要分布于海拔2300以上。(2)本研究选取的12个影响因子解释了龙肘山植物群落分布格局的58.98%,另外41.02%可能由于其他因素未能被解释。12个因子中生境因子单独解释了植被分布格局的38.65%,空间因子单独解释了16.55%,两者交互作用解释为3.78%。在龙肘山植物群落中,影响植物分布的主导因素是生境因子,而对野生荞麦而言,主导因素是以海拔为主的空间因子及在不同海拔各生境条件下的生境因子与海拔的交互影响。(3)龙肘山野生荞麦资源总体遗传多样性较高,多态位点比率为98.46%,Nei’s多样性指数0.3663,Shannon’s信息指数0.5450,平均多态位点比率72.87%、平均Nei’s多样性指数0.2348、平均Shannon’s信息指数0.3571,远低于总体水平。龙肘山野生荞麦居群居群间的遗传变异占35.95%,居群内的遗传变异占64.05%,居群间基因流较小,仅为0.8907。海拔对龙肘山野生荞麦资源遗传多样性有较大影响,龙肘山野生荞麦在海拔2115-2276m范围内具有较高的遗传多样性,其分布范围低于2100m或超过2300m遗传多样性均有下降的趋势。(4)结合龙肘山野生荞麦及其过渡类型在形态学差异、亲缘关系远近两方面和在海拔梯度下分布的规律性可知,相对封闭环境中大量的过渡类型在环境(以海拔为主)的选择下,形成了一定的趋向性,即随着海拔的升高逐渐由普格野荞向细柄野荞过渡。(5)龙肘山野生荞麦居群分布分散,居群间生境间断较为严重,基因交流不足,在海拔梯度上其类型分布和遗传多样性均有较大的变化。因此在条件允许的情况下应该对垂直方向尽可能的多的野生荞麦居群进行保护,建议在横断山区野生荞麦种质资源集中的区域建立野生荞麦自然保护区。
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