不同生活史阶段华石斛在附生树宿主上的垂直分布格局_张翠利.pdf

分子植物育种，2023 年，第 21 卷，第 3 期，第 1006-1014 页Molecular Plant Breeding,2023,Vol.21,No.3,1006-1014研究报告Research Report不同生活史阶段华石斛在附生树宿主上的垂直分布格局张翠利1张中扬1宋希强1武华周3陈枳衡1李大程1张哲1,2*1 海南大学林学院,海南省特色花木资源生物学重点实验室,海口,570228;2 海南大学生态与环境学院,环南海陆域生物多样性研究中心,海口,570228;3 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海口,571101*通信作者,摘要附生植物是热带雨林生物多样性与生态功能的一个关键特征成分。为揭示附生植物在不同宿主树与附生位置的生长质量与发育过程及其生态功能的可能变化，本研究研究了海南岛霸王岭国家级自然保护区内中国特有附生兰科植物华石斛的不同生活史阶段个体在四种主要宿主树及不同附生位置的分布格局。结果表明：华石斛主要的附生宿主树种为：毛棉杜鹃和竹叶松等 4 种灌木。从附生位置来看，华石斛个体主要分布在树冠区域的各级分枝上，树干上部的华石斛附生最少。根据华石斛鳞茎生长情况，将华石斛个体分为幼苗、幼年和成年三个生活史阶段；华石斛未成年个体较少，其中成年阶段占优，种群属于衰退型。毛棉杜鹃上的华石斛幼苗显著多于其他 3 种宿主树；各级分枝上都存在有较多的 3 个生活史阶段的个体，而在树干尤其是树干上部只有少量成年个体，缺少幼苗与幼年个体。针对特有珍稀植物华石斛进行就地保护与种群恢复，需要重视对其主要宿主树毛棉杜鹃的保护。不同宿主树与附生位置可能通过不同的树皮理化特征、湿度、温度与光照等因素影响华石斛的生长与发育速率，从而导致生活史阶段的差异。这些结果对促进华石斛的就地保护与解释附生植物生态功能的时空动态具有重要意义。关键词保育;附生植物;兰科植物;种群动态Vertical Distribution and Association of Dendrobium sinense(Orchidaecea)of Different Life History Stages on Host TreesZhangCuili1ZhangZhongyang1SongXiqiang1WuHuazhou3ChenZhiheng1LiDacheng1ZhangZhe1,2*1 Key Laboratory of Germplasm Resources of Tropical Special Ornamental Plants of Hainan Province,College of Forestry,Hainan University,Haikou,570228;2 Research Center for Biodiversity in the South China Sea,School of Ecology and Environment,Hainan University,Haikou,570228;3 Insti-tute of Environment and Plant Protection,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,Haikou,571101*Corresponding author,DOI:10.13271/j.mpb.021.001006AbstractEpiphytes are a characteristic component of tropical rain forests,both in terms of species diversity andecological function.To reveal the possible changes of the growth quality and developmental process and ecologi-cal functions of epiphytes in different host trees and epiphytic locations.In this study,the distribution patterns ofindividuals at different life-history stages of my countrys endemic epiphytic orchid Dendrobium sinense in theBawangling National Nature Reserve of Hainan Island in four main host trees and different epiphytic locationswere studied.The results showed that the main epiphytic host tree species of D.sinense were four shrubs includingRhododendron moulmainense and Podocarpus neriifolius.From the perspective of epiphytic location,D.sinense in-基金项目：本研究由海南省自然科学基金项目(321QN188)、国家林业和草原局兰科植物野生资源专项调查项目(2020070708)和海南国家公园研究院资助项目(KY21SK08)共同资助引用格式：Zhang C.L.,Zhang Z.Y.,Song X.Q.,Wu H.Z.,Chen Z.H.,Li D.C.,and Zhang Z.,2023,Vertical distribution and associa-tion of Dendrobium sinense(Orchidaecea)of different life history stages on host trees,Fenzi Zhiwu Yuzhong(Molecular Plant Breed-ing),21(3):1006-1014.(张翠利,张中扬,宋希强,武华周,陈枳衡,李大程,张哲,2023,不同生活史阶段华石斛在附生树宿主上的垂直分布格局,分子植物育种,21(3):1006-1014.)dividuals were mainly distributed on branches at all levels in the canopy area,and D.sinense was the least epiphyticin the upper part of the trunk.According to the growth of bulb,D.sinense were divided into three life historystages:seedling,juvenile and adult;The juvenile population of D.sinense juvenile individuals were little,and theadult stage were dominant,and the population belonged to the decline type.There were significantly more seed-lings of D.sinense on R.moulmainense than on other three host trees.There were more individuals with three lifehistory stages on branches at all levels,while there were only a few adults in the trunk,especially in the upper partof the trunk,lacking seedlings with juvenile individuals.Therefore,for in situ conservation of D.sinense popula-tions and population recovery,we need to focus on the protection of its main host tree R.moulmainense.The phy-sical and chemical characteristics of barks varied with different host tree and the epiphytic microhabitats differ inhumidity,temperature and light,which affect the survival and growth rates and lead to differences among life his-tory stages.These findings may have important implications for promoting in situ conservation of D.sinense popu-lations and exploring spatial-temporal dynamics of ecological functions of epiphytes in tropical forests.KeywordsConservation;Epiphyte;Orchidaceae;Population dynamics附生植物(Epiphytes)是指在其他植物上发芽和生根，并在结构和组织上永久依赖其他植物但并非寄生的维管束植物，主要体现在它们全部或部分生活史期间都在空气中而不与地面接触(Zotz,2013;Taylor etal.,2022)。附生植物是热带雨林的重要的特征组分之一，是热带生态系统物种多样性和生物量的主要组成部分(Hsu et al.,2002;刘广福等,2010;Taylor et al.,2022)，附生植物在维持与热带雨林中的水分、养分等方面扮演重要的角色(Nadkarni et al.,2004)。兰科(Orchidaceae)目前约八百多属 280 00 种，是被子植物中物种最丰富的科之一(张哲等,2021)，其中约 73%属于附生植物，主要分布在热带雨林(Sosa etal.,2016;张哲等,2021)。附生兰由于生态学上的特化，拥有丰富的多样性，占所有附生植物的 60%左右，是附生植物的主要类群之一(Atwood,1986;Givnish etal.,2015)。附生兰大多可附生在多种宿主树(Host tree)上，这些不同的宿主树可能直接影响附生兰的生长质量和发育过程，与一般植物的特点不同(Graven-deel et al.,2004)。此外，附生兰的附生位置不仅是干区的不同位置，也可能是冠区的各级分枝(Graven-deel et al.,2004)。通过冠层的光强随高度降低而降低，不同附生宿主的局部环境均存在较大的差异，可能由树皮理化性质、水分、养分等环境因子不同所致(Schmidt and Zotz,2002)。这可能导致不同附生位置上附生兰的生活史存在较大差异。因此，可能很大程度地决定了附生兰的种群动态和对生境的适应性。本研究以海南特有附生兰植物华石斛(Dendro-bium sinense)为研究对象，研究附生兰不同附生位置的生活史及其分布格局。首先调查华石斛不同的附生树种和不同附生位置的分布，然后根据植株假鳞茎生长发育的特性建立龄级指数，将其生活史划分为幼苗、幼年与成年三个阶段，探索不同的附生树种和附生位置对华石斛生长发育等整个生活史阶段的影响。研究结果可望揭示不同附生树种和空间垂直分布格局对华石斛种群动态变化的影响，