天目铁木叶片生物量及叶面积的比较分析文献综述
摘要:天目铁木(学名:Ostrya rehderianas)是仅产于中国浙江西天目山的铁木属植物,又称浙西铁木。目前野生植被只剩5棵,这类野生植物,在分类上属于极小种群野生植物。植物功能性状主要是指植物体的任何可以鉴别的表型特征。可以对生命环境的变化作出反应或对生态系统功能产生某种影响,反映出生态系统功能特征的植物生态指数。其中与叶片相关的性状称为叶片功能性状。植物叶片是连接植物与外界环境的重要桥梁,其功能性状变化受外界环境和系统发育的共同影响,叶片功能性状与植物对资源的获取及利用密切相关,对水分、温度、光照等环境因子的变化最敏感,更能够反馈植物养分的丰缺状况及生存对策。常见的叶片性状有光合特性、叶氮磷比、比叶面积、叶面积、水分利用效率等,这些指标直接影响植物的基本行为和功能,共同反映了植物叶片生化结构、生长代谢过程,植物适应环境变化所形成的生存对策。本研究对天目铁木冠层枝系的叶种群的性状进行研究,通过野外观测调查和室内测试的方法,初步对比分析不同冠层枝系叶性状的特征。
关键词:天目铁木;极小种群野生植物;叶性状;叶面积;叶生物量;
近年来,中国在生物多样性保护方面取得了一系列成就,但由于近年来全球经济的迅速发展,我国对野生植物资源的需求不断增大,对野生植物生境的破坏、自然经济的不合理运用、外来物种入侵和全球气候变化等原因,一些野生植物仍面临灭绝的风险。尽管当前对受威胁物种等级的划分多参考IUCN的标准,按照物种种群分布、野外生境和威胁因素等方面的信息来评估推测,但世界各国如何确定符合本国国情并满足政府决策需求的、急需优先开展系统研究与采取保护行动的类群,还是一个巨大的挑战。天目铁木属于极小种群野生植物,急需优先抢救的国家重点保护濒危植物。目前,有关极小种群野生植物濒危原因及相应解濒技术的研究还非常缺乏,已有的植物种群生态学和保护生物学理论对极小种群植物并不完全适用,迫切需要研发有针对性的科学理论和保育技术。
林冠是森林与外界环境相互作用最直接和最活跃的界面层,林冠反映了植株在寿命期间持续的生长(枝叶发育)、资源竞争(如光照、空间)和扰动过程(如火灾)的总和,是影响许多森林生态系统结构和功能的关键变量之一。森林冠层是一个空间异质性很强的环境,空间异质性既是生态过程的产物,也是生态过程的决定因素,会导致不同冠层高度的光照水平不同。由于冠层内太阳辐射和水分蒸散转移的复杂过程,直接导致了冠层内森林光合作用的空间异质性。树冠的形态结构也会影响小气候环境,如光照环境、风速、气温和湿度等。在植物冠层内部,影响其枝条、叶片、芽和生殖成分的生长发育,进而影响植物种群本身的生长发育特性,这是深入了解植物种群和个体生长发育动态的重要基础。因此,包括养分结构在内的冠层特征变化能够反映树木对气候变化和树木生长竞争的防御策略。(Muraoka amp; Koizumi,2005)。
植物功能性状(functional traits)一直是植物学与生态学研究的热点。在与环境的相互作用中,植物会形成多种内在生理和外在形态方面的对策来适应环境对其产生的不利影响,同时改变其对生态系统的贡献(孟婷婷等,2007)。植物在漫长进化过程中长期适应外界环境所呈现的能够反映植物对外界环境适应性的特征称为植物功能性状,其中与叶片相关的性状称为叶片功能性状。叶片作为与环境接触面积最大、对环境刺激最敏感的器官之一,其功能性状与植物对资源的利用能力及效率密切相关。叶片功能性状具有测量简单、可操作性强、能较好反映植物的生理功能以及不同植物类群具有相似的性状关系等特。因此,叶片功能性状能够将叶片水平的植物特征扩展到整个区域乃至全球生态系统,有助于我们进一步揭示植物与环境及生态系统的关系。
1.天目铁木研究现状
自上个世纪八十年代以来,针对极小种群天目铁木的保护工作就已经陆续开始进行。
在天目铁木种子的萌发特性方面,管康林和陶银周(1988)发现天目铁木的种子具苞片,果皮非常坚硬、透水性差,结实率很低而且种子萌发和成苗立地条件要求非常高。乐笑玮(2013)等对天目铁木种子休眠和萌发特征进行了探求,实验发现天目铁木种子不属于结构休眠类型。当外界环境温度变低时会诱导种子休眠,这时种子萌发需要通过高温诱导来冲破休眠,从而推测出天目铁木种子属于较深的生理休眠类型。当外界环境因素相同时,天目铁木种子与其他植物种子相比不能很快萌发,天目铁木就失去了与其他植物竞争生存环境的机会,加上其生境的破坏,外来物种的入侵,干扰增大,这可能是其濒危的原因。作者还发现一定浓度的赤霉素在很大程度上可以促进天目铁木种子的萌发,可以通过喷洒赤霉素来进行大范围的天目铁木种植,然后在培养箱中培养以获取较高的萌发率,为实现天目铁木的可持续发展贡献力量。
