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猪血木(Euryodendron excelsum H.T.Chang)是中国特有的山茶科单型属猪血木属的珍稀濒危植物,现仅分布于广东省阳春县八甲镇地区,且仅残存一个居群,种群数量不足200株,该物种已被列为国家二级保护植物。本文在已有研究报道的基础上,结合种群生态学、菌根学、繁殖生物学、分子生物学和恢复生态学等多学科原理和研究方法,对猪血木的资源分布、生境特征、菌根生物学特性、种子生理生态、幼苗生长生理特性、人工繁育幼苗遗传多样性以及人工种群构建等进行了系统的试验研究,旨在探明该物种的濒危现状,并为其种群恢复策略和成功回归自然提供科学依据。主要结果如下:
1.猪血木种群主要分布于八甲镇人为干扰的乡村一带,现存猪血木个体数为179株,其中成年植株23株,受当地人为干扰的影响,种群被隔离成10个片段化的斑块(Patch)(木力,合路,石角,山叶,澄洞,冲田,竹根富,塘冲,山口和解塘),50%的斑块内植株数量少于10株,其中两个斑块内仅分别残存一株成年植株,两个斑块内没有成年植株分布。现存猪血木主要分布于次生林和人工林两种生境中,斑块植株总数与成年植株数、斑块大小呈显著相关性。
2.猪血木自然种群结构及动态分析表明,猪血木种群幼年个体丰富,中老年个体相对较少,种群径级结构表现为反“J”型;受环境因素和人为干扰的影响,种群在第Ⅱ级出现死亡高峰,且只有少量幼年个体能进入成年阶段生长;个体平均生存期望在第Ⅳ级最大,种群存活曲线属于DeaveyⅢ型,猪血木种群目前仍表现为稳定型种群。时间序列预测分析亦表明,猪血木种群仍具备一定的恢复潜能。
3.猪血木丛枝菌根研究表明,该物种为典型的丛枝菌根真菌(AMF)感染植物,不同斑块AMF感染率介于18.80—59.41%,孢子密度介于81-1762个/100g土壤,不同斑块间感染率和孢子密度均存在显著性差异,AMF感染率与土壤可溶性磷和可溶性钾含量呈显著负相关,而AMF孢子密度与土壤理化性质及感染率均没有显著相关性。盆栽试验表明,接种AMF可以促进幼苗的生长并提高其存活率,幼苗在不同土壤中对菌根的依赖性为136%和413%,土壤营养条件改善有利于幼苗的生长,但降低了AMF的感染率,故在幼苗人工繁育时,应综合考虑土壤因素和AMF的影响。
4.猪血木种子为小型种子,没有休眠,其最适萌发温度为20℃,高温会降低种子的萌发率;光照时间有利于提高种子的萌发率,全黑暗严重抑制了种子的萌发;土壤基质和播种深度对种子出苗有显著影响,种子在沙土中出苗率较高,同时,种子出苗率随播种深度的增加而降低;猪血木种子为正常型种子,种子耐脱水,种子贮藏特性研究表明,其最适贮藏条件为4℃下以果实形式干燥贮藏。通过种子生理与濒危机制的综合分析认为:猪血木种子本身生物学特性与物种濒危关系并不明显。
5.通过温度、水分和土壤基质对幼苗生长生理影响的研究表明,猪血木幼苗生长的适宜温度介于20-25℃之间,这与其分布地年平均温度(21.7℃)基本一致;土壤基质养分提高可以提高幼苗叶片的光合色素含量和氮吸收,从而促进幼苗的生长;猪血木幼苗对水分胁迫敏感,幼苗适合在正常供水的条件下生长。
6.对人工繁育幼苗的遗传多样性检测(AFLP)表明,猪血木幼苗仍保留有较丰富的遗传多样性。物种水平上的多态性位点百分率PPB为59.13%,Neis基因多样度指数h=0.2215,Shannon多样性信息指数I=0.3280,Mantel检测,不同种源间幼苗的遗传距离和地理距离存在显著的正相关关系,故建议通过采集不同种源的猪血木种子进行其人工繁育和种群恢复。
7.人工种群构建试验表明,幼苗在不同构建地的存活率不同(15.80-64.44%),故猪血木人工种群构建和种群回归自然效果仍有待长期监测。
综合以上研究结果,分析认为猪血木的濒危现状主要表现为:种群分布的局限性限制了其空间拓展;种子萌发和幼苗生长对生境要求特殊和种群现状不利于其更新和发展,人为干扰对猪血木影响严重。其濒危的主要原因是人为因素引起的生境破坏和过度砍伐所导致的个体数量下降,针对猪血木的濒危现状,提出了保护现存种群和生境,促进种群自然更新和繁衍的就地保护措施,并提出了利用人工繁育和种群构建的方法,进行迁地保护和回归引种的种群恢复策略。