黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)是我国特有种,被列为国家Ⅱ级重点保护植物和极小种群野生植物.为探讨黄梅秤锤树对不同光环境的响应与适应,选择3种生境中(林窗、林下、全光照)的植株为研究对象,比较不同生境中叶片表型性状、光合特征和叶绿素荧光特征.结果表明:林窗和林下生境黄梅秤锤树的比叶面积(SLA)显著高于全光照生境,叶厚度(LT)和叶干物质含量(LDMC)显著低于全光照生境;最大净光合速率(Pmax)和光饱和点(LSP)在全光照生境中最高,光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)在林下生境中最低;林窗和全光照生境黄梅秤锤树的表观电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光量子产量[Y(Ⅱ)]、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)都高于林下生境.黄梅秤锤树通过增加SLA,降低LCP、Rd和NPQ来适应弱光环境,通过增加LT、LDMC、LSP和NPQ来适应强光环境,对不同的生境表现出较强的适应性,对其种群更新与维持具有重要意义,也为其人工引种的成功提供重要保障.

黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis J.W.Ge&X.H.Yao)是我国120个极小种群野生植物之一.本研究运用独立样本t检验和贝叶斯方差分析比较黄梅秤锤树仅存的1个迁地保护种群和1个野生种群的环境条件、果实形态性状和果实元素含量.结果显示,迁地保护种群和野生种群同处于亚热带地区,年均温和年降水量基本一致.迁地保护种群的果实长度、宽度和长宽比均显著大于野生种群;2个种群在果实重量上呈现相同的趋势,但差异不显著.迁地保护种群在果实形态性状方面,种内变异程度不低于野生种群;土壤和果实中绝大多数元素(Ni元素除外)的含量在2个种群间的变化规律不一致.研究结果表明该物种的迁地保护基本成功,但存在迁地保护种群较小的问题.

本文以极小种群野生植物黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)当前唯一的野生种群为依托建立了1 ha的固定样地,研究了黄梅秤锤树野生植物群落的物种组成、优势种的径级结构、黄梅秤锤树的空间分布格局、种内与种间空间关联性和种群更新特征.样地内共记录到胸径≥1.0 cm的木本植物31种,隶属于21科28属.群落更新良好,样地中所有1,225株个体中小径木占比为67.18％.群落优势种为麻栎(Quercus acutissima)、枸骨(Ilex cornuta)、朴树(Celtis sinensis)和黄梅秤锤树.麻栎的径级结构呈单峰型,为衰退型种群;枸骨、朴树和黄梅秤锤树的径级结构呈倒“J”型或偏倒“J”型,表明更新良好.黄梅秤锤树的空间分布格局在小尺度上呈聚集分布,在大尺度上呈随机或均匀分布,并且与其他3个优势种(麻栎、枸骨、朴树)在空间上主要呈负关联性.黄梅秤锤树的成树和幼苗、幼树和幼苗都是在小尺度上呈负关联性,在大尺度上关联性不显著,而成树和幼树在整体上关联性不显著.黄梅秤锤树的萌蘖现象非常明显,萌蘖数与母株胸径具有极显著的正相关性(R2=0.330,P＜0.001),萌蘖率与相对幼苗密度具有极显著的负相关性(R2=0.438,P＜0.001).总体来说,高比例的小径木和普遍的种间负关联均表明该群落处于演替的早中期,物种组成和群落结构还未达到稳定阶段.作为长江中下游冲积平原区具有代表性的残存风水林,该野生植物群落在生物多样性维持和珍稀植物保护方面具有重要的作用,应加强保护和管理.

繁殖是植物种群更新与维持的重要环节.包括极小种群野生植物在内的受威胁物种,其濒危原因是在长期演化过程中自身繁育力的衰退、生活力的下降等内在因素和人类的过度采挖和生境的破坏等外在因素共同作用的结果.对极小种群野生植物进行高效的人工繁殖,能扩大种群数量并应用于迁地保护、自然回归和满足商品市场的需求,有利于其种质资源的保护和可持续利用.为了保持物种的遗传多样性,采用种子繁殖育苗是有效的方法,扦插、嫁接和组织培养技术等无性繁殖方法则可用于对难以用种子繁殖的种类进行快速繁殖.本文对14种中国典型极小种群野生植物的繁殖特性和已有的人工繁殖方法进行了综述,并简要介绍在其种苗繁殖研究方面取得的进展.其中利用播种繁殖成功的物种有12种,共繁殖230,000株种苗;利用扦插繁殖成功的物种有5种,共繁殖33,100株种苗;华盖木(Manglietiastrum sinicum)、河北梨(Pyrus hopeiensis)和黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)采用嫁接繁殖出了2,415株种苗;9个物种的组织培养技术获得成功,共繁殖了24,850株种苗.这些种苗有些已应用于迁地保护和自然回归.上述研究结果为这14种极小种群野生植物的保护和利用提供了理论和技术基础,也能为其他极小种群野生植物的保护和利用提供参考.

植物功能性状可以反映植物应对环境变化的适应策略.本文以黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)当前唯一野生种群为对象,比较了3种微生境(湖边、种群中心、耕地边)中该物种的叶片功能性状均值、种内变异和叶片生态化学计量特征的差异,分析了黄梅秤锤树对湖岸带微生境变化的响应及其适应策略.结果 表明:(1)3种微生境中土壤C、N、P含量没有显著性差异(P＞0.05),但土壤C:N和C:P具有显著性差异(JP＜0.05),土壤类型和养分条件有所不同.(2)黄梅秤锤树叶片功能性状的比较用单因素方差分析和贝叶斯方差分析得出的结果一致,均为叶长、叶面积和比叶面积在中心区域显著高于湖边(P＜0.05),而耕地边与湖边和中心区域均没有显著差异(P＞0.05);叶N含量在湖边显著高于中心区域和耕地边(P＜0.05),而中心区域和耕地边间没有显著差异(P＞0.05);叶宽、叶长/叶宽、叶干物质含量、叶C和叶P含量在3种微生境间都没有显著性差异(P＞0.05).(3)黄梅秤锤树叶片的N:P在湖边显著高于中心区域和耕地边(P＜0.05),C:N在湖边显著小于中心区域和耕地边(P＜0.05),N:P和C:N在中心区域和耕地边没有显著性差异(P＞0.05),C:P在3种微生境间都没有显著性差异(P＞0.05).(4)黄梅秤锤树叶片功能性状的总体变异程度在0.02-0.28之间,其中叶片C和N含量在湖边和中心区域的种内变异程度显著较低,表明3种生境中湖边和中心区域黄梅秤锤树种群的稳定性相对较差.(5)湖边黄梅秤锤树主要通过增加叶N含量促进生长;中心区域黄梅秤锤树主要通过增加叶面积和比叶面积以及提高叶N的利用效率来提高光捕获能力促进生长;耕地边黄梅秤锤树的叶N含量和叶面积、比叶面积都处于中等水平,通过性状之间的共同作用使植株生长达到最佳水平.以上结果表明,由于微地形、水位波动和土壤环境条件的差异,黄梅秤锤树对3种生境中的适应策略有所不同,并且不是通过单一性状调整来适应环境的变化,而是通过多种性状之间的权衡达到更好的适应效果.

极小种群野生植物是亟需保护、最为濒危的植物,研究极小种群野生植物物种重要值和竞争格局对保护与恢复具有重要实践意义.本文通过野外群落调查,研究了湖北省分布的7种极小种群野生植物大别山五针松(Pinus fenzeliana var.dabeshanensis)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、峨眉含笑(Michelia wilsonii)、小勾儿茶(Berchemiella wilsonii)、长果秤锤树(Sinojackia dolichocarpa)、黄梅秤锤树(S.huangmeiensis)和庙台槭(Acer miaotaiense)的重要值及改进后的Hegyi竞争指数.结果表明:从重要值来看,水杉、长果秤锤树在各自所属的群落中具有较高的重要值及较低的变异系数,为群落中的优势种;庙台槭和黄梅秤锤树重要值较高,为群落中的亚优势种;大别山五针松、峨眉含笑、小勾儿茶重要值较低,为群落伴生种.从改进后的Hegyi竞争指数来看,湖北省7种极小种群野生植物受到的竞争压力的来源和强度存在较大差异,大别山五针松、峨眉含笑、小勾儿茶、黄梅秤锤树主要受到种间竞争,而水杉、长果秤锤树、庙台槭主要受到种内竞争,因此在制定保护措施前要充分考虑物种间的竞争情况,才能采取更有针对性的保护措施.