中国梧桐属(Firmiana)在世界梧桐属中占比较大,且除梧桐外其余种均为中国特有且分布范围狭窄的植物种,灭绝风险大,研究气候变化对中国梧桐属树种的影响对于维护生物多样性具有重要的意义.结合多时期第六次国际气候耦合模式比较计划(CMIP6)气候变量数据和中国八种梧桐属树种的分布数据,基于R语言kuenm程序包优化的最大熵(Maxent)模型模拟分析中国八种梧桐属树种在多尺度下的潜在适生区,得出梧桐属最适宜的模拟尺度、潜在适生区的面积变化和迁移方向、梧桐属多样性保护关键区域及保护空缺.结果表明:(1)梧桐属最适宜的模拟尺度为亚洲;(2)Maxent模型的接收者操作特征曲线下面积(AUC)值均大于0.9,表明模型对梧桐属潜在适生区预测结果具有较高准确度;(3)气候变化影响下除云南梧桐(Firmiana major)外其它树种的潜在适生区都将在未来有所扩大;(4)中国八种梧桐属树种潜在适生区迁移方向主要为东西向,南北向大跨度迁移较少,纬度变化不大;(5)丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis)的稳定潜在适生区最小;(6)中国梧桐属多样性保护关键区域主要分布于广西壮族自治区及云南、广东、海南等省区;(7)中国梧桐属多样性保护空缺区域主要分布于广西壮族自治区中部及海南省北部;(8)梧桐属多样性保护关键区域正在为人造地表所侵蚀.研究分析气候变化对中国八种梧桐属树种的影响及其潜在适生区变化、中国梧桐属多样性保护状态,可为中国梧桐属建立多样性保护廊道提供相关建议,为制定多样性保护规划及相应措施提供参考.

丹霞梧桐(Firminana danxiaensis Huse et H.S.Kiu)是丹霞地貌的特有物种,为国家二级重点保护野生植物,目前仅在广东韶关地区有发现.为科学、有效地保护该珍稀物种,我们对韶关地区开霞梧桐的资源状况和群落特征进行调查研究.结果表明,丹霞梧桐在韶关地区的分布以丹霞山和南雄山地为主,两地丹霞梧桐数量和特征存在一定差异.丹霞山群体的总株数多于南雄,但平均冠幅、胸径和树高小于南雄,南雄群体树体相对高大,长势较好.典型群落植物种类及其生活型调查结果显示,丹霞山和南雄两地丹群梧桐群落中的维管植物种类相近,分别为60种和59种.丹霞山群落中的植物科属更为丰富,南雄群落中的蕨类植物和乔木种类多于丹霞山.两地群落中高位芽植物均占优势,但丹霞山的地面芽植物和一年生植物比例高于南雄.根据丹霞梧桐的分布特点和群落特征,今后可在进一步扩大调查范围,发现新种群的基础上,采取划分保护小区,开展人工繁育和种群回归的方式对该珍稀物种进行有效保护.

丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis)是分布于我国韶关地区北部丹霞地貌的特有物种,其分布范围狭窄,种群数量小.本文利用EST-SSR分子标记位点,分析丹霞梧桐群体(丹霞山组群和南雄组群)的遗传多样性和遗传结构,研究群体的分化历史,探讨该物种的可能分布和科学保护策略.结果表明:丹霞梧桐总的遗传多样性中等(Ht=0.631),群体内遗传多样性较高(Hs=0.546),遗传变异主要存在于群体内(79.66％),但不同地理组群间存在显著的遗传分化(FST=0.150).长期地理隔离和现代人为干扰是形成丹霞梧桐当前遗传变异模式的主要原因.STRUCTURE分析可将研究群体划分为清晰的两个基因库(gene pool),其遗传结构与系统发育地理格局之间有密切关系.丹霞梧桐不同地理群体经历了独立的进化路线,但丹霞山群体的杂合性高,遗传背景更为复杂.近似贝叶斯运算法(Approximate Bayesian Computation,ABC)分析表明,丹霞山和南雄地理群体在10万年前由同一个祖先群体分化而来,分化时有效群体大小分别为7,290和5,550.结合丹霞梧桐的遗传变异和生态位信息,可推测丹霞梧桐曾广泛分布于南岭地区,受第四纪第三次亚冰期的影响,南岭北部的丹霞梧桐群体因气候剧烈变化而灭绝,仅在南岭南部适宜的环境中得以保存并繁衍至今,丹霞山和南雄是丹霞梧桐最主要的两个冰期避难所.在全面掌握丹霞梧桐的自然分布,开展就地保护的基础上,通过建立种质资源圃、人工种苗扩繁、自然回归试验等措施,对于该物种的异地保护、种群恢复和开发利用具有重要意义.

以丹霞梧桐转录组序列为基础,开发丹霞梧桐EST-SSR标记位点,并利用其对丹霞梧桐群体进行遗传多样性分析,评价丹霞梧桐群体的遗传多样性水平,为丹霞梧桐的合理利用和保护提供依据.应用Primer 3.0、GenAlEx6.3、FSTA和MS-tools等软件进行引物设计和相关遗传参数分析.17858个SSR位点分布于79920个unigene序列,SSR位点密度为1/4.78妨.SSR重复基序中,三核苷酸(43.64％)为优势核苷酸,其次为四核苷酸(23.52％)和二核苷酸(15.54％).三核苷酸和二核苷酸优势重复基序分别为AAG/CTT和AG/CT.以16个样本为材料,从设计的73对引物中共筛选出16对多态性EST-SSR引物,多态性信息含量(PIC)的平均值为0.546,所开发位点具有较高的多态性.主成分分析(PCA)表明,这些位点具有很好地鉴别不同地区样本,甚至单株的能力.3个群体的遗传多样性参数对比结果表明,丹霞梧桐群体具有中等程度的遗传多样性,其期望杂合度(He)的变化范围为0.550～0.605.地质、历史气候变化及人为干扰等因素可能是造成丹霞梧桐群体偏离哈代-温伯格平衡的主要原因.本研究所开发的EST-SSR多态性位点可为丹霞梧桐遗传结构分析和分子辅助育种等相关研究奠定良好基础.

利用便携式光合蒸腾仪于夏季、秋季各测定了国家重点保护植物丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis Huse et H.S.Kiu)叶片的光合特性及生态因子,以期为了解该植物的生态适应性提供基础数据.结果 表明:夏季测定日的气温、大气相对湿度、CO2浓度、光合有效辐射、叶片SPAD值、净光合速率、蒸腾速率及气孔导度等光合特性等指标均高于秋季测定日的相应值,但叶片水分利用效率、各因子之间的相关性则夏季低于秋季.夏季在测定日平均气温近37.37℃高温下,大气相对湿度65.66％,丹霞梧桐叶片净光合速率平均为14.35 μmol CO2/m2·s,蒸腾速率4.28 mmol H2O/m2·s,气孔导度184.33 mol H2O/m2·s;秋季测定日气温平均33.78℃,大气相对湿度41.97％,叶片净光合速率8.70 μmol CO2/m2·s,蒸腾速率2.75 mmol H2O/m2·s,气孔导度85.19 mol H2O/m2·s;可见,丹霞梧桐在夏季以高的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,表现出对丹霞地貌高温高湿环境的高度适应性.

丹霞梧桐是中国丹霞地貌的特有种,识别影响其分布的主要环境驱动因子,可为保护丹霞梧桐及其生境提供科学依据.本研究以广东南雄丹霞梧桐县级自然保护区与广东丹霞山旅游风景区(核心景区)为研究区,运用地理探测器分析丹霞梧桐空间分布与两地生境因子的相关性(用q值衡量),分析要素包括地理要素(地貌形态成因类型、土壤亚类、高程、坡度、坡向)和气候要素(年均降水、年日照时数、年均相对湿度、年均风速).结果 表明:影响丹霞梧桐空间分布的主要生境因子为土壤亚类、年日照时数、地貌形态成因类型.其中,丹霞梧桐生境的各因子相关性分析中,土壤亚类、年日照时数和地貌形态成因类型的q值大于所有因子q值的均值,具有较强相关性;丹霞梧桐生境因子的两两组合中,地貌形态成因类型∩年日照时数和土壤亚类∩年日照时数的交互作用表现为双因子增强且q值大于所有组合q值的均值,具有较强相关性;丹霞梧桐空间分布相关性的生态探测中,与其他各因子相比,土壤亚类、年日照时数以及地貌形态成因类型的q值具有显著差异.丹霞梧桐的空间分布主要与土壤亚类、地貌形态成因类型、年日照时数存在显著相关性,同时也表明,地理探测器为植被生境因子分析、预测物种分布等研究提供了有益的方法探索.

该研究在野外调查、搜集文献和整理植物数据库的基础上,对广东南雄丹霞梧桐自然保护区蕨类植物区系组成和分布区类型进行统计分析,并比较与周边相邻3个研究区蕨类植物区系的相似性,为研究区植物资源的合理开发利用提供依据.结果 表明:(1)广东南雄丹霞梧桐自然保护区共统计到蕨类植物28科51属84种,科属结构单一,分化水平不高,以寡种科属居多,但区系起源古老,进化关系连贯.(2)该区蕨类区系地理联系广泛,在科、属水平上与热带亲缘程度较高,以泛热带分布、亚热带分布为主,在种水平上以热带亚洲分布和东亚分布为主,区系地理成分呈热带向温带过渡渗透性质.(3)在与邻近区亲缘关系上,与观音岽联系最为紧密,其次是冠豸山,与丹霞山的关系较疏远.该研究区与观音岽的属、种相似性系数均在0.83以上,区系同质性明显,与两者现代自然条件相似的事实相吻合.该研究结果为探讨丹霞地貌地带蕨类植物的起源和发育提供了重要依据.

为全面摸清广东省南雄市丹霞梧桐自然保护区内药用植物种类,填补当地药用植物资源方面的漏缺,对保护区内的野生药用植物进行实地调查、文献查阅、专家咨询及相关内容分析.根据调查统计,保护区内现有野生药用植物159科453属704种,其中蕨类植物27科39属66种,裸子植物6科6属6种,被子植物126科408属632种.从药用植物资源的科属、入药部位、药性、药味等4个方面和珍稀保护植物种多样性进行了统计分析,并总结归纳了药用植物的多样性特征,为野生药用植物的开发利用和可持续发展提供有力的科学依据.

通过野外调查及资料整理,对韶关南雄市观音岽自然保护区蕨类植物种类组成、区系分布特征进行研究,并与周边相邻3个研究区的蕨类植物区系进行比较分析.结果表明:(1)观音岽自然保护区共统计到蕨类植物28科49属93种,优势科为水龙骨科、鳞毛蕨科、凤尾蕨科、金星蕨科,单种科9个,单种属26个;该区蕨类植物起源古老,进化关系连贯;优势科属明显,分化水平不高,以寡种科属居多.(2)该区蕨类生态类型多样,土生蕨类62种、附生蕨类28种、水生蕨类3种,分别占总种数的66.66％、30.11％、3.23％.(3)该区蕨类植物热带分布种类占绝对优势,热带种类分布科、属、种分别占除世界分布类型外总科、属、种的84.21％、83.72％、65.93％;在种水平上以热带亚洲分布和东亚广布为主,整体呈现热带向温带过渡的特征.(4)在地理亲缘关系上,观音岽自然保护区与南雄丹霞梧桐自然保护区联系最为密切,与冠豸山次之,与丹霞山的关系则较为疏远.

采用样方、样线相结合的方法,对广东省南雄丹霞梧桐自然保护区进行了实地调查,调查统计了南雄丹霞梧桐自然保护区的植物组成、优势科属,选取多样性、稀有性、代表性和威胁性4项指标,构建植物多样性评价体系进行了评价.结果表明:(1)维管束植物175科584属1025种.其中蕨类植物31科56属97种,种子植物144科528属928种,其中裸子植物为6科7属7种,被子植物138科521属921种;(2)广东省南雄丹霞梧桐自然保护区生态系统类型多样化且稳定性高,植物资源丰富;植物区系以亚热带成分占优(3)被子植物是南雄丹霞梧桐自然保护区植物的重要组成部分,优势类群主要为菊科、禾本科、蝶形花科、蔷薇科、莎草科、茜草科;(4)植物多样性指数得分为6.71,植物多样性处于较好水平.