Temporal and spatial variation of sexual reproduction in a remnant population of the endangered species Myricaria laxiflora (Franch.) P. Y. Zhang et Y. J. Zhang
-
摘要:
本文以分布于枝江关洲岛的濒危物种疏花水柏枝(Myricaria laxiflora (Franch.) P. Y. Zhang et Y. J. Zhang)为研究对象,调查其种群开花和结果性状沿高程的变化,分析该残存种群有性繁殖的时空变化规律;同时结合三峡大坝-葛洲坝水利水电工程修建所引起生境地水位消涨节律的变化,分析其对残存种群有性繁殖的影响。结果显示,残存疏花水柏枝种群的有性繁殖在不同高程之间存在显著差异。消涨带上部植株的每株花枝数、每枝花朵数、每株花朵数分别比消涨带中部植株高66.09%、50.14%和98.63%,比消涨带下部植株高79.50%、283.33%和461.05%。消涨带上部植株的每株果枝数、每枝结果数、每株结果数、每果种子数和种子发芽率分别比消涨带中部高60.17%、25.26%、88.05%、6.96%和30.69%,比消涨带下部高97.39%、82.45%、208.31%、19.12%和45.91%。相关性分析结果表明,植株的开花结果特性与高程、出露时期、土壤含水量以及温度变化极显著相关。环境因子对有性繁殖的影响强度依次为出露时间>高程>日均温度>土壤含水量。上游水利水电工程对疏花水柏枝残存种群的有性繁殖具有一定的影响。
Abstract:Temporal and spatial variations of sexual reproduction in a remnant population of the endangered species Myricaria laxiflora (Franch.) P. Y. Zhang et Y. J. Zhang were investigated based on changes in flowering and fruiting traits with elevation on Guanzhou Island, Zhijiang, China. The impact of cascade water conservancy and hydropower construction projects on the sexual reproduction of remnant populations was analyzed based on the characteristics of water-level fluctuations in the habitat of M. laxiflora. Results showed significant differences in the sexual reproduction of the remnant population at different elevations. Flower branch number per plant, flower number per branch, and flower number per plant of plants at the upper part of the fluctuation zone were 66.09%, 50.14%, and 98.63% higher than those at the middle part, and 79.50%, 283.33%, and 461.05% higher than those at the lower part, respectively. Fruit branch number per plant, fruit number per branch, fruit number per plant, seed number per fruit, and seed germination percentage of plants at the upper part of the fluctuation zone were 60.17%, 25.26%, 88.05%, 6.96%, and 30.69% higher than those at the middle part, and 97.39%, 82.45%, 208.31%, 19.12%, and 45.91% higher than those at the lower part. Correlation analysis showed significant correlations between the flowering and fruiting characteristics and elevation, plant exposure period, soil water content, and temperature. The influence of environmental factors on sexual reproduction was in the order of exposure time, elevation, daily average temperature, and soil moisture content.
-
有性繁殖是种子植物生活史中的关键环节,对植物繁衍和种群更新具有非常重要的作用,很多植物濒危的原因便是因为其有性繁殖受到了影响与阻碍[1]。植物有性繁殖受温度、光照、土壤含水量等诸多环境因子的影响,它们除了调控植物花芽的分化和形成外[2, 3],还对花和果的生长产生影响[4]。由于自然界中各种环境因子会随着海拔梯度而变化,植物种群的有性繁殖也常因这种空间异质性而产生变化[5]。河岸带是一种较为特殊的生态系统,不同消涨梯度的河岸带因高程的差异,其出露时期以及出露期间的温度、光照和土壤含水量都会出现较大程度的变化,这种环境空间异质性会进一步引起河岸带植物种群的有性繁殖沿高程而产生变化[6, 7]。Warwick等[8]对澳大利亚一些湿地植物的研究结果表明,植物有性繁殖器官的数量随着消涨梯度的变化呈现显著差异。
疏花水柏枝(Myricaria laxiflora (Franch.) P. Y. Zhang et Y. J. Zhang)是柽柳科水柏枝属的一种灌木,原产于湖北省枝江至四川省宜宾长江干流的河滩地,三峡库区是其主要的分布区域[9-11]。三峡大坝的修建淹没了疏花水柏枝在库区所有的栖息地,目前仅在向家坝和葛洲坝下游长江部分河段的岛屿上有少量残存种群的分布,该物种已成为濒危物种[12]。在每年夏季洪水来临前及水淹期间,疏花水柏枝植株的枝叶均会枯黄与凋落。洪水退去后,植株恢复生长,并开花结果[13]。已有研究显示,疏花水柏枝残存种群植株的枝叶生长和光合性能存在显著的时空变化,且枝叶生长特性和光合性能的变化与海拔梯度以及由之引起的出露时间、温度和土壤含水量的变化密切相关[14, 15]。三峡大坝和葛洲坝因防洪发电的需要改变了下游水位的消涨节律,使得疏花水柏枝残存种群生境地夏季水淹时间延长,秋季水位下降速率加快,并由此引起生境地发生出露时间推迟、生长发育期温度下降和土壤含水量急剧下降的变化[16]。大坝对河流的调节在一定程度上影响了疏花水柏枝残存种群植株枝叶的生长和光合性能[17, 18]。本文以三峡工程-葛洲坝梯级电站下游的疏花水柏枝残存种群为研究对象,通过调查不同高程植株的开花结果特性,揭示其有性繁殖的时空变化规律;同时,通过分析残存种群有性繁殖时空变化与环境因子的关系,结合大坝对河流调节所引起的水位消涨节律及生境地生态环境的变化特征,探讨人工调节河流对疏花水柏枝残存种群有性繁殖的影响。
1. 材料与方法
1.1 样地与样方设置
研究地点位于湖北省枝江市关洲岛(30°15' 54.83"N,111°34'14.91"E)。该岛地处三峡大坝-葛洲坝梯级电站长江下游,东西长约4.5 km,南北宽约1.2 km,面积约为3.2 km2,最高海拔46.0 m。岛屿所在地区属于亚热带季风性气候,年平均降水量 1 212 mm,最大日降水量 183.9 mm;年平均气温为16.7 ℃,极端最高温度为41.4 ℃,极端最低气温为−15.6 ℃;土壤主要以砂粒为主,土壤 N、P 含量较低,土壤 pH值呈弱碱性;植被类型为以疏花水柏枝为优势种的灌丛,草本层优势物种为狗牙根(Cynodon dactylon (L.) Pers)和牛筋草(Eleusine indica (L.) Gaertn.)等。关洲岛分布约有两万株疏花水柏枝[19]。受洪水涨落的影响,整个岛屿连同疏花水柏枝残存种群每年夏季(6-8月)都会被淹没,而后待秋季(9月)洪水退去再出露。而在葛洲坝和三峡大坝修建前,生境地通常是在6-7月被淹没,8月再出露[19]。
本研究在植株分布相对均匀的岛屿北面设置样地。在样地内沿高程设置3条样带,分别为上部消涨带(海拔43.20~43.40 m)、中部消涨带(海拔42.40~43.00 m)和下部消涨带(海拔41.80~42.20 m)。因岛屿坡度小,样带间的高程差异较小,样带间水平间隔50 m。每个样带均设置 6个5 m×5 m的灌丛样方,各样方间隔10 m,共设置18个样方(图1)。野外调查时间为2021年10-12月。各样带间因高程不同,在生境地出露时间和植物开花、结果时间上均有较大差异(表1)。上部消涨带出露时间比中、下部分别早了15、35 d。上部、中部、下部消涨带分别在植株出露 45、39和34 d后进入盛花期,在植株出露56、48和45 d后进入盛果期(盛花期和盛果期以样方三分之二植株进入开花和结果状态为标准)。
图 1 研究区的地理位置与样带分布主图为样地高程图,来自于2022年3月27日的无人机遥感影像(其数据为相对于水平面DEM加上水位线高度,DEM数据源自无人机,当天水位线高度源自宜昌市水利和湖泊局官方网站的枝城河道站的监测数据);右上角为生境地鸟瞰图,截取自谷歌地图;右下角为湖北省行政区划图,源自地理空间数据云网站。Figure 1. Location of study site and distribution of transectsMain elevation data: UAV remote sensing image data from 27 March 2022 (relative to horizontal plane DEM plus height of water mark on the day. DEM data were obtained from a drone, and height of water level on the day was obtained from the Zhicheng River Station monitoring data from the Yichang Water Conservancy and Lake Bureau website). Picture on upper right was taken from Google Maps, and administrative division map of Hubei Province and vector map of the Yangtze River on the lower right were downloaded from the geospatial data cloud website.表 1 不同消涨梯度与高程疏花水柏枝植株出露与开花结果时间Table 1. Exposure, flowering, and fruiting time of Myricaria laxiflora plants at different fluctuation gradients and elevations消涨梯度
Fluctuation gradient高程
Elevation / m出露日期
Exposure date盛花期
Peak flowering time盛果期
Full fruiting time上部 43.20~43.40 2021-09-10 2021-10-24 2021-11-04 中部 42.40~43.00 2021-09-25 2021-11-03 2021-11-12 下部 41.80~42.20 2021-10-15 2021-11-17 2021-11-28 1.2 样地和样带生态环境特征调查
各样带在盛花期和盛果期每隔3 d进行一次土壤含水量现场调查,并记录气温。土壤含水量通过在每个样方内随机采集1份土壤(深度5 cm),利用烘干法测定。日均温度等气温数据来源于天气网中枝江市的日均温度(http://www.weather.com.cn/)。上部、中部和下部消涨带在盛花期的平均气温分别为16.88 ℃、11.5 ℃和12.5℃,土壤含水量分别为8.70%、6.68%和5.60%,盛果期的平均气温分别为12.25 ℃、14.17 ℃和10.17 ℃,土壤含水量分别为5.69%、4.39%和1.83%(图2)。
1.3 种群开花结果特性调查
在各样带每个样方内随机选择3株大小相近的成年疏花水柏枝植株作为调查对象。在盛花期分别调查各植株的花枝数和每枝开花数,在盛果期调查其果枝数、每枝结果数和每果种子数。在盛果期随机从每株采集3个成熟果实,带回实验室计数,获得每果种子数。将每个样方内所采集的种子混合均匀,随机挑选100 粒种子作为一个实验单元,在人工气候培养箱进行萌发实验,每个样方3个重复,每个样带18个重复。萌发实验人工气候箱的温度设定为25 ℃,湿度为80%。分别计算各实验单元的种子发芽率。
1.4 数据处理
采用SPSS 20.0软件进行实验数据的处理和分析。以高程为自变量,以植株开花(每株花枝数、每枝花朵数、每株花朵数)和结果(每株果枝数、每枝结果数、每株结果数、每果种子数、发芽率)特征为因变量,采用单因素方差分析(One-way ANOVA)法分析高程对植株有性繁殖影响的显著性,并用Duncan多重比较法对不同高程植株有性繁殖的差异进行比较。采用Pearson相关性法分析疏花水柏枝植株有性繁殖的相关特征值与高程、土壤含水量、出露时间和日均温度等环境因子变化的相关性。最后,利用RDA分析(Canoco 5软件)探讨环境因子对植株开花结果特性的影响。
2. 结果与分析
2.1 疏花水柏枝残存种群开花的空间异质性
疏花水柏枝残存种群的开花性状在各高程之间存在较大差异(图3)。上部消涨带的每株花枝数与中部和下部消涨带之间均存在极显著差异(P<0.01),中部和下部消涨带之间无显著差异。上部和中部消涨带的每枝开花数均与下部消涨带之间存在极显著差异(P<0.01),上部与中部消涨带之间无显著差异。上部、中部、下部消涨带的每株开花数之间均存在极显著差异(P<0.01)。上部消涨带的每株花枝数、每枝开花数、每株开花数分别比中部高66.09%、50.14%、98.63%,比下部高79.50%、283.33%、461.05%;中部消涨带的每株花枝数、每枝开花数、每株开花数分别比下部高8.07%、155.31%、182.66%。
2.2 疏花水柏枝结果的空间异质性
疏花水柏枝残存种群的结果性状在各高程之间存在较大差异(图4)。上部消涨带的每株果枝数与中、下部消涨带之间均存在极显著差异(P<0.01),但中部消涨带与下部消涨带之间无显著差异。上部、中部消涨带的每枝结果数均与下部消涨带存在极显著差异,但上部与中部消涨带之间无显著差异。上部消涨带的每株结果数与中部、下部消涨带之间均存在极显著差异,但中部与下部消涨带之间无显著差异。上、中、下部消涨带的每果种子数之间均存在极显著差异。上部消涨带的种子发芽率与中、下部消涨带之间均存在极显著差异,但中部和下部消涨带之间无显著差异。上部消涨带的每株果枝数、每枝结果数、每株结果数、每果种子数和种子发芽率分别比中部消涨带高60.17%、25.26%、88.05%、6.96%、和30.69%,比下部消涨带高97.39%、82.45%、208.31%、19.12%和45.91%。
2.3 疏花水柏枝残存种群开花结果与环境因子的关系
Pearson相关性分析结果显示,疏花水柏枝残存种群的开花结果性状之间、环境因子之间、开花结果性状与环境因子之间均存在显著的相关性(表2)。高程与土壤含水量、出露时间、日均温度之间相关性显著,表明高程的差异会导致种群在开花结果期其他环境因子的变化。种群开花与结果特性之间的相关性显著,表明植株的开花质量会影响结果质量。而种群开花和结果性状与环境因子之间的相关性显著,则表明开花与结果受高程以及由之引起的土壤含水量、出露时间、日均温度变化的影响。
表 2 疏花水柏枝植株开花结果性状与环境因子的Pearson相关性分析Table 2. Pearson correlation analysis between flowering and fruiting traits of Myricaria laxiflora and environmental factors性状
Traits每株开花数
Flower number per plant每株结果数
Fruit number per plant每果种子数
Seed number per fruit种子发芽率
Seed germination percentage高程
Elevation土壤含水量
Soil water content出露时间
Exposure time日均温度
Average daily temperature每株开花数 1 每株结果数 0.564** 1 每果种子数 0.626** 0.535** 1 种子发芽率 0.463** 0.497** 0.547** 1 高程 0.637** 0.540** 0.962** 0.598** 1 土壤含水量 0.607** 0.500** 0.970** 0.551** 0.675** 1 出露时间 0.637** 0.547** 0.910** 0.613** 0.656** 0.981** 1 日均温度 0.358** 0.546** 0.939** 0.609** 0.797** 0.699** 0.656** 1 注:** 表示在0.01 水平(双侧)上显著相关。 Note: ** indicates significant correlation at 0.01 level (bilateral). 冗余分析(RDA)结果显示,出露时间、高程、日均温度和土壤含水量对疏花水柏枝残存种群开花结果影响的贡献率分别为58.3%、35.5%、4.9%和1.4%(表3)。出露时间对有性繁殖性状的影响从大到小依次为:每果种子数、种子发芽率、每株结果数、每株开花数;高程对有性繁殖性状的影响从大到小依次为:每株开花数、每株结果数、种子发芽率、每果种子数;日均温度对有性繁殖性状的影响从大到小依次为:每株开花数、每株结果数、种子发芽率、每果种子数;土壤含水量对有性繁殖性状的影响从大到小依次为:每株开花数、每果种子数、种子发芽率、每株结果数(图5)。可以看出,生境地的出露时间越早、高程越高、日均气温和土壤含水量越高,则越有利于残存种群的开花结果。
表 3 环境因子对疏花水柏枝残存种群开花结果影响的冗余分析Table 3. RDA of effects of environmental factors on flowering and fruiting traits of the Myricaria laxiflora remnant population因子
Factor解释率
Explanation贡献率
ContributionF值
Pseudo-FP值
P-value出露时间 44.5% 58.3% 85.1 0.002 高程 27.1% 35.5% 100.0 0.002 日均温度 3.7% 4.9% 15.8 0.002 土壤含水量 1.0% 1.4% 4.5 0.008 图 5 疏花水柏枝残存种群开花结果与环境因子的RDA 排序FLP:每株开花数;FNP:每株结果数;FNF:每果种子数;SGP:种子萌发率;E:高程;SW:土壤含水量;ET:出露时间;ADT:日均温度。Figure 5. RDA ordination of flowering and fruiting traits of the Myricaria laxiflora remnant population and environmental factorsFLP: Flower number per plant; FNP: Fruit number per plant; FNF: Seed number per fruit; SGP: Seed germination percentage; E: Elevation; SW: Soil water content; ET: Exposure time; ADT: Average daily temperature.3. 讨论
3.1 疏花水柏枝残存种群开花结果的空间异质性
植物通过开花结果产生了种群更新与扩张所需的繁殖体,因此有性繁殖对于维持种群的稳定性和恢复力起着决定性作用[20]。植物开花结果的过程受温度、日照长度、光照强度、土壤水分等环境因子的共同作用[21, 22]。日照长度是影响植物开花时间的决定性环境因素,植物自身的基因可以对日照长度进行判断和反应,并启动开花结果进程[23]。温度对开花结果进程的影响主要是通过影响植物生理代谢来实现的,但对于长日照植物而言,要完成从营养生长到生殖生长的转变需要经过一定时间的低温累积[24]。光照强度除了通过影响光合作用和营养生长对开花结果产生间接影响外,还能通过诱导花芽分化和调节成花相关活性物质,对开花结果产生影响[25]。土壤水分含量通过影响叶片中淀粉酶的活性来影响植物对碳水化合物的吸收利用效率,进而影响开花结果[26]。
疏花水柏枝植株在夏季要经历长时间的水淹,期间植物处于休眠状态[27]。植株在秋季出露后恢复营养生长,随即开始开花结果。水位消涨是影响河岸带植物生长与发育的重要生态过程[28]。不同消涨梯度生境地的生态环境因淹没和出露时间的不同常常有着较大的差异。一般而言,上部消涨带所经历的水淹时间较短,出露时期较早,而中、下部消涨带经历的水淹时间相对较长,出露时期相对较迟。水位涨落导致的消涨带生态环境空间异质性常常会引起河岸带植物生长与发育出现空间变化[29]。疏花水柏枝的光合生理和营养生长随消涨梯度呈明显的空间变化,高海拔植株的光合生理和营养生长显著高于中、低海拔[30]。上部消涨带受水淹的时间相对较短,植株的生长期相对较长,营养生长比较旺盛。而中、下部消涨带受水淹的时间相对较长,植株的生长期相对较短,营养生长比较不足。本研究结果进一步显示,消涨带生态环境的空间异质性也导致了疏花水柏枝开花结果的空间变化。植株的开花性能(每株花枝数、每枝开花数、每株开花数)和结果性能(每株果枝数、每枝结果数、每株结果数、每果种子数、种子发芽率)均随高程的上升而增加。虽然疏花水柏枝开花结果的环境调控机理目前还不清楚,但其残存种群有性繁殖空间变化格局的形成机制是明确的。上部消涨带的疏花水柏枝由于出露时间早,开花与结果期的温度较高,植物能够充分利用体内所贮藏的营养物质进行有性繁殖。而中、下部的疏花水柏枝植株由于出露时间迟,开花与结果期的温度较低,植物体内所贮藏的营养物质有限,一定程度上影响了有性繁殖。
3.2 疏花水柏枝残存种群开花结果性能对水位消涨格局变化的响应
疏花水柏枝残存种群开花结果受生境地生态环境的影响,相关性能与高程的变化以及因高程差异而引起的土壤含水量、出露时间、日均温度等环境因子的改变存在极显著的相关性。RDA分析结果显示,出露时间对疏花水柏枝残存种群有性繁殖性状的影响最大,其次为高程、日均温度和土壤含水量。事实上,上述环境因子均受制于河流水位的消涨,河流水位消涨会导致植物生境地周期性的出露与淹没,使植物经历水淹与干旱的交替胁迫。水位消涨节律直接决定了植物受水淹胁迫的时间、出露后生长发育的时间,并间接影响植物生长发育期的温度、光照强度、土壤含水量等环境因子的变化[31]。因此,水位的消涨格局对疏花水柏枝残存种群的开花结果性能有着重要影响。
河岸带植物经过长期的进化,通常对水位消涨节律及其带来的水淹与干旱胁迫形成了一定的适应机制。如,消落带植物水蓼(Persicaria hydropiper (L.) Spach)能通过形成不定根和发达的主根、茎的伸长等形态学变化来适应环境胁迫[32];秋华柳(Salix variegata Franch.)能通过生理生化的变化,如抗性酶的形成来适应胁迫[33];而疏花水柏枝则通过生活史的变化,如夏季休眠来适应这种胁迫[34]。因此,正常的水位消涨格局一般不会对河岸带植物的生长与繁殖产生大的影响,即使植物短期受到影响,后期也会通过补偿性生长来弥补其受到的损害[35]。但当水位消涨格局发生长期性的重大变化时,如大型水电工程建设使水位消涨格局发生长期性的急剧改变,植物的生长与繁殖则会受到影响[36, 37]。
研究显示,每年5月底疏花水柏枝便自动进入休眠,在6-8月的夏季水淹期间一直保持休眠状态,9月份待生境地出露后则恢复营养生长,随之进行开花结果[19, 38]。三峡大坝和葛洲坝的修建,改变了下游河流水位的消涨节律,出现夏季洪水季节水淹时间延长和水位下降速率加快的现象,使疏花水柏枝残存种群生境地的出露时间推迟,造成土壤含水量下降过快[39],植株有性繁殖期间的温度和光照强度也发生了降低。由于疏花水柏枝残存种群的开花结果性能与温度、出露时间以及土壤含水量均密切相关,水位消涨节律的变化,一定程度上会影响其有性繁殖的性能,从而降低种子产量。疏花水柏枝种群通过种子来繁殖,种子数量的减少一定程度制约了其残存种群的更新与扩展。在今后残存种群的保护中,可通过河流水位的生态调度或生境地地形的工程改造,来维持原有的水位消涨节律,以保证物种生长发育的正常进行。
-
图 1 研究区的地理位置与样带分布
主图为样地高程图,来自于2022年3月27日的无人机遥感影像(其数据为相对于水平面DEM加上水位线高度,DEM数据源自无人机,当天水位线高度源自宜昌市水利和湖泊局官方网站的枝城河道站的监测数据);右上角为生境地鸟瞰图,截取自谷歌地图;右下角为湖北省行政区划图,源自地理空间数据云网站。
Figure 1. Location of study site and distribution of transects
Main elevation data: UAV remote sensing image data from 27 March 2022 (relative to horizontal plane DEM plus height of water mark on the day. DEM data were obtained from a drone, and height of water level on the day was obtained from the Zhicheng River Station monitoring data from the Yichang Water Conservancy and Lake Bureau website). Picture on upper right was taken from Google Maps, and administrative division map of Hubei Province and vector map of the Yangtze River on the lower right were downloaded from the geospatial data cloud website.
图 5 疏花水柏枝残存种群开花结果与环境因子的RDA 排序
FLP:每株开花数;FNP:每株结果数;FNF:每果种子数;SGP:种子萌发率;E:高程;SW:土壤含水量;ET:出露时间;ADT:日均温度。
Figure 5. RDA ordination of flowering and fruiting traits of the Myricaria laxiflora remnant population and environmental factors
FLP: Flower number per plant; FNP: Fruit number per plant; FNF: Seed number per fruit; SGP: Seed germination percentage; E: Elevation; SW: Soil water content; ET: Exposure time; ADT: Average daily temperature.
表 1 不同消涨梯度与高程疏花水柏枝植株出露与开花结果时间
Table 1 Exposure, flowering, and fruiting time of Myricaria laxiflora plants at different fluctuation gradients and elevations
消涨梯度
Fluctuation gradient高程
Elevation / m出露日期
Exposure date盛花期
Peak flowering time盛果期
Full fruiting time上部 43.20~43.40 2021-09-10 2021-10-24 2021-11-04 中部 42.40~43.00 2021-09-25 2021-11-03 2021-11-12 下部 41.80~42.20 2021-10-15 2021-11-17 2021-11-28 表 2 疏花水柏枝植株开花结果性状与环境因子的Pearson相关性分析
Table 2 Pearson correlation analysis between flowering and fruiting traits of Myricaria laxiflora and environmental factors
性状
Traits每株开花数
Flower number per plant每株结果数
Fruit number per plant每果种子数
Seed number per fruit种子发芽率
Seed germination percentage高程
Elevation土壤含水量
Soil water content出露时间
Exposure time日均温度
Average daily temperature每株开花数 1 每株结果数 0.564** 1 每果种子数 0.626** 0.535** 1 种子发芽率 0.463** 0.497** 0.547** 1 高程 0.637** 0.540** 0.962** 0.598** 1 土壤含水量 0.607** 0.500** 0.970** 0.551** 0.675** 1 出露时间 0.637** 0.547** 0.910** 0.613** 0.656** 0.981** 1 日均温度 0.358** 0.546** 0.939** 0.609** 0.797** 0.699** 0.656** 1 注:** 表示在0.01 水平(双侧)上显著相关。 Note: ** indicates significant correlation at 0.01 level (bilateral). 表 3 环境因子对疏花水柏枝残存种群开花结果影响的冗余分析
Table 3 RDA of effects of environmental factors on flowering and fruiting traits of the Myricaria laxiflora remnant population
因子
Factor解释率
Explanation贡献率
ContributionF值
Pseudo-FP值
P-value出露时间 44.5% 58.3% 85.1 0.002 高程 27.1% 35.5% 100.0 0.002 日均温度 3.7% 4.9% 15.8 0.002 土壤含水量 1.0% 1.4% 4.5 0.008 -
[1] Nathan R,Muller-Landau HC. Spatial patterns of seed dispersal,their determinants and consequences for recruitment[J]. Trends Ecol Evol,2000,15(7):278−285. doi: 10.1016/S0169-5347(00)01874-7
[2] Luo T,Zhang J,Khan MN,Liu JH,Xu ZH,Hu LY. Temperature variation caused by sowing dates significantly affects floral initiation and floral bud differentiation processes in rapeseed (Brassica napus L.)[J]. Plant Sci,2018,271:40−51. doi: 10.1016/j.plantsci.2018.03.004
[3] Braun P,Winkelmann T. Effect of photoperiod and temperature on flower induction in three Aizoaceae genera[J]. Eur J Hortic Sci,2016,81(4):204−211. doi: 10.17660/eJHS.2016/81.4.3
[4] 龚月桦,高俊凤. 高等植物光合同化物的运输与分配[J]. 西北植物学报,1999,19(3):564−570 Gong YH,Gao JF. Transport and partitioning of photoassimilate in higher plant[J]. Acta Botanica Boreali- Occidentalia Sinica,1999,19(3):564−570.
[5] Steiner BL,Armbruster GFJ,Scheepens JF,Stöcklin J. Distribution of bulbil-and seed-producing plants of Poa alpina (Poaceae) and their growth and reproduction in common gardens suggest adaptation to different elevations[J]. Am J Bot,2012,99(12):2035−2044. doi: 10.3732/ajb.1200213
[6] Park H,Kim JG. Temporal and spatial variations of vegetation in a riparian zone of South Korea[J]. J Ecol Environ,2020,44(1):9. doi: 10.1186/s41610-020-00152-z
[7] 周志琼,包维楷,吴福忠,何晓,吴宁. 岷江干旱河谷黄蔷薇(Rosa hugonis)生长与繁殖特征及其空间差异[J]. 生态学报,2008,28(4):1820−1828 doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2008.04.053 Zhou ZQ,Bao WK,Wu FZ,He X,Wu N. Differences in growth and reproductive characters of Rosa hugonis in the dry valley of the upper Minjiang River,Sichuan[J]. Acta Ecologica Sinica,2008,28(4):1820−1828. doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2008.04.053
[8] Warwick NWM,Brock MA. Plant reproduction in temporary wetlands:the effects of seasonal timing,depth,and duration of flooding[J]. Aquat Bot,2003,77(2):153−167. doi: 10.1016/S0304-3770(03)00102-5
[9] 黄桂云,张海玲,邱利文,李薇,李豪,等. 濒危植物疏花水柏枝残存种群数量及群落特征[J]. 植物科学学报,2023,41(1):26−36 doi: 10.11913/PSJ.2095-0837.22085 Huang GY,Zhang HL,Qiu LW,Li W,Li H,et al. Population and community characteristics of remnant populations of endangered Myricaria laxiflora (Franch. ) P. Y. Zhang et Y. J. Zhang[J]. Plant Science Journal,2023,41(1):26−36. doi: 10.11913/PSJ.2095-0837.22085
[10] 吴金清,赵子恩,金义兴,沈泽昊. 三峡库区特有植物疏花水柏枝的调查研究[J]. 武汉植物学研究,1998,16(2):111−116 Wu JQ,Zhao ZE,Jin YX,Shen ZH. Investigation and study on the endemic plant Myricaria laxiflora in the Three-Gorge Reservoir Area[J]. Journal of Wuhan Botanical Research,1998,16(2):111−116.
[11] 陈芳清,谢宗强,熊高明,刘彦明,杨会英. 三峡濒危植物疏花水柏枝的回归引种和种群重建[J]. 生态学报,2005,25(7):1811−1817 doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2005.07.039 Chen FQ,Xie ZQ,Xiong GM,Liu YM,Yang HY. Reintroduction and population reconstruction of an endangered plant Myricaria laxiflora in the Three Gorges Reservoir Area,China[J]. Acta Ecologica Sinica,2005,25(7):1811−1817. doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2005.07.039
[12] Li LB,Wu D,Zhen QL,Zhang J,Qiu LW,et al. Morphological structures and histochemistry of roots and shoots in Myricaria laxiflora (Tamaricaceae)[J]. Open Life Sci,2021,16(1):455−463. doi: 10.1515/biol-2021-0049
[13] 陈芳清,谢宗强. 三峡库区濒危植物疏花水柏枝的生理生化特性研究[J]. 广西植物,2008,28(3):367−372 doi: 10.3969/j.issn.1000-3142.2008.03.021 Chen FQ,Xie ZQ. Physiological and biochemical characteristics of Myricaria laxiflora,an endangered species in the Three Gorges Reservoir Area[J]. Guihaia,2008,28(3):367−372. doi: 10.3969/j.issn.1000-3142.2008.03.021
[14] Chen FQ,Wang N,Zhou JM,Zhao ZX,Lv K,et al. Summer dormancy of Myricaria laxiflora to escape flooding stress:changes in phytohormones and enzymes induced by environmental factors[J]. Plant Physiol Biochem,2022,193:61−69. doi: 10.1016/j.plaphy.2022.10.020
[15] Zhou JM,Chen FQ,Lv K,Guan SP,Huang YW. Endodormancy induction and photosynthetic physiology of Myricaria laxiflora remnant populations under chronic summer submersion[J]. Flora,2020,271:151682. doi: 10.1016/j.flora.2020.151682
[16] Guo SH,Xiong LH,Zha XN,Zeng L,Cheng L. Impacts of the Three Gorges Dam on the streamflow fluctuations in the downstream region[J]. J Hydrol,2021,598:126480. doi: 10.1016/j.jhydrol.2021.126480
[17] Guan SP,Chen FQ,Zhou JM,Xie ZQ,Huang YW. Spatiotemporal photosynthetic physiology responses of remnant Myricaria laxiflora populations to regulated water level fluctuations[J]. Conserv Physiol,2020,8(1):coaa020. doi: 10.1093/conphys/coaa020
[18] Guan SP,Chen FQ,Zhou JM,Lv K,Huang YW. Temporal and spatial responses of the branch and leaf growth relationship to human water flow regulation:a case study on remnant Myricaria laxiflora populations[J]. J Freshwater Ecol,2020,35(1):255−270. doi: 10.1080/02705060.2020.1781701
[19] 江明喜. 疏花水柏枝保护分析与研究[J]. 中国三峡,2012(9):35−39. [20] Nishizawa M,Ohara M. The role of sexual and vegetative reproduction in the population maintenance of a monocarpic perennial herb,Cardiocrinum cordatum var. glehnii[J]. Plant Spec Biol,2018,33(4):289−304. doi: 10.1111/1442-1984.12223
[21] Lestari DA,Fiqa AP. Environmental factors influence on flowering and fruiting period of selected essential oil plants from Annonaceae[J]. Biodiversitas,2020,21(3):910−921.
[22] Mathieu AS,Périlleux C,Jacquemin G,Renard ME,Lutts S,Quinet M. Impact of vernalization and heat on flowering induction,development and fertility in root chicory (Cichorium intybus L. var. sativum)[J]. J Plant Physiol,2020,254:153272. doi: 10.1016/j.jplph.2020.153272
[23] 宋远丽,栾维江. 水稻开花的光温调控分子机理[J]. 中国水稻科学,2012,26(4):383−392 doi: 10.3969/j.issn.1001-7216.2012.04.001 Song YL,Luan WJ. Regulatory pathways of rice flowering in different light and temperature conditions[J]. Chinese Journal of Rice Science,2012,26(4):383−392. doi: 10.3969/j.issn.1001-7216.2012.04.001
[24] 种康,雍伟东,谭克辉. 高等植物春化作用研究进展[J]. 植物学通报,1999,16(5):481−487 Chong K,Yong WD,Tan KH. Advances on research of vernalization in higher plants[J]. Chinese Bulletin of Botany,1999,16(5):481−487.
[25] 刘浪涛,祖超,鱼欢,邬华松,王灿,等. 光照强度对作物库源关系及成花影响的研究进展[J]. 热带农业科学,2018,38(11):1−6,15 Liu LT,Zu C,Yu H,Wu HS,Wang C,et al. Effect of light intensity on the source-sink adjustment and flower formation of crops[J]. Chinese Journal of Tropical Agriculture,2018,38(11):1−6,15.
[26] 孙敏,谢利娟,康美丽,田自华,李永红. 毛棉杜鹃成花与土壤因子和某些生理特性的相关研究[J]. 安徽农业科学,2009,37(16):7392−7395 doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2009.16.052 Sun M,Xie LJ,Kang ML,Tian ZH,Li YH. Studies on the correlation between flower formation of Rhododendron moulmainense Hook. f. and Soil factors and some physiological charactors[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences,2009,37(16):7392−7395. doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2009.16.052
[27] 陈芳清,谢宗强. 濒危植物疏花水柏枝对模拟夏季水淹的生理生化响应[J]. 热带亚热带植物学报,2009,17(3):249−253 doi: 10.3969/j.issn.1005-3395.2009.03.007 Chen FQ,Xie ZQ. The physiological and biochemical responses of endangered Myricaria laxiflora to simulated summer flooding[J]. Journal of Tropical and Subtropical Botany,2009,17(3):249−253. doi: 10.3969/j.issn.1005-3395.2009.03.007
[28] 陈禹含,罗亦夫,孙鑫晟,魏冠文,黄文军,等. 根部水淹和土壤养分提升对三峡库区消落带水蓼生长和繁殖特性的影响[J]. 植物生态学报,2020,44(11):1184−1194 doi: 10.17521/cjpe.2020.0159 Chen YH,Luo YF,Sun XS,Wei GW,Huang WJ,et al. Effects of waterlogging and increased soil nutrients on growth and reproduction of Polygonum hydropiper in the hydro-fluctuation belt of the Three Gorges Reservoir Region[J]. Chinese Journal of Plant Ecology,2020,44(11):1184−1194. doi: 10.17521/cjpe.2020.0159
[29] Luo FL,Matsubara S,Chen Y,Wei GW,Dong BC,et al. Consecutive submergence and de-submergence both impede growth of a riparian plant during water level fluctuations with different frequencies[J]. Environ Exp Bot,2018,155:641−649. doi: 10.1016/j.envexpbot.2018.08.015
[30] 官守鹏. 疏花水柏枝残存种群更新与植株生长受限机制的生态学研究[D]. 宜昌:三峡大学,2020:1−64. [31] Jian ZJ,Ma FQ,Guo QS,Qin AL,Xiao WF. Long-term responses of riparian plants’ composition to water level fluctuation in China's Three Gorges Reservoir[J]. PLoS One,2018,13(11):e0207689. doi: 10.1371/journal.pone.0207689
[32] 陈芳清,李永,郄光武,许文年. 水蓼对水淹胁迫的耐受能力和形态学响应[J]. 武汉植物学研究,2008,26(2):142−146 Chen FQ,Li Y,Qie GW,Xu WN. The morphological responses and endurance of Polygonum hydropiper to flooding stress[J]. Journal of Wuhan Botanical Research,2008,26(2):142−146.
[33] 类淑桐,曾波,徐少君,任秋芳. 水淹对三峡库区秋华柳抗性生理的影响[J]. 重庆师范大学学报(自然科学版),2009,26(3):30−33 Lei ST,Zeng B,Xu SJ,Ren QF. Effects of submergence on resistance physiology of Salix varegata Franch in Three Gorges Reservoir Region[J]. Journal of Chongqing Normal University (Natural Science),2009,26(3):30−33.
[34] Zhou JM,Chen FQ,Lv K,Wu Y,Huang YW. Summer dormancy in an endangered riparian shrub Myricaria laxiflora:changes in branches,leaves,and nonstructural carbohydrates[J]. Glob Ecol Conserv,2021,31:e01809.
[35] Zhu ZH,Chen ZL,Li L,Shao Y. Response of dominant plant species to periodic flooding in the riparian zone of the Three Gorges Reservoir (TGR),China[J]. Sci Total Envi ron,2020,747:141101. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.141101
[36] Fischer S,Greet J,Walsh CJ,Catford JA. Flood disturbance affects morphology and reproduction of woody riparian plants[J]. Sci Rep,2021,11(1):16477. doi: 10.1038/s41598-021-95543-0
[37] 官守鹏,陈芳清,吕坤,周菊梅,夏萍娟. 疏花水柏枝幼苗生物量与构件对模拟土壤地下水位变化的响应[J]. 植物科学学报,2019,37(4):485−494 doi: 10.11913/PSJ.2095-0837.2019.40485 Guan SP,Chen FQ,Lü K,Zhou JM,Xia PJ. Responses of biomass and components of Myricaria laxiflora seedlings to simulated soil water level changes[J]. Plant Science Journal,2019,37(4):485−494. doi: 10.11913/PSJ.2095-0837.2019.40485
[38] 鲍大川,卢志军,江明喜,徐绍东,姚清,等. 三峡大坝下游残存疏花水柏枝种群结构和动态[J]. 植物科学学报,2010,28(6):711−717 Bao DC,Lu ZJ,Jiang MX,Xu SD,Yao Q,et al. Population structure and dynamics of remanent Myricaria laxiflora downstream from the Three Gorges Dam[J]. Plant Science Journal,2010,28(6):711−717.
[39] 郭怡,孙昭华,罗方冰. 三峡水库蓄水后宜昌枯水位的时变特征及成因[J]. 水利水运工程学报,2017(4):35−42 Guo Y,Sun ZH,Luo FB. Time-variation characteristics and causes of Yichang low-water level since impoundment of Three Gorges Reservoir[J]. Hydro-Science and Enginee ring,2017(4):35−42.
-
期刊类型引用(0)
其他类型引用(1)