蛛网萼的地理分布模拟及其对干旱胁迫的生理响应

发布时间：2020-07-24 07:23

【摘要】：蛛网萼(Platycrater arguta Sieb.et Zucc.)是隶属于绣球花科的落叶灌木,第三纪孑遗珍稀濒危植物,国家二级保护植物。本文通过DIVA-GIS软件包和其整合的BIOCLIM和DOMAIN模型对蛛网萼当下及未来的潜在分布区进行了预测,对其模型精度进行检验,并对主导其分布的气候因子作主成分分析;同时为了验证蛛网萼是否对水分的变化敏感,以一年生蛛网萼幼苗为材料,采用盆栽控水试验,设置4个水分梯度,75%-80%(对照)、60%-65%(轻度干旱)、45%-50%(中度干旱)、30%-35%(重度干旱),测定其生长指标、生理生化指标、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数,论文的主要结果如下:(1)蛛网萼在当下的潜在分布区主要集中在赣浙皖交界区、赣浙闽交接区、浙江东部雁荡山脉地区、赣湘交界和湘桂交界区,以及日本九州岛北部、四国岛大部分地区、本州岛南部和韩国的济州岛等地。在CO2增加的情景下,蛛网萼最适潜在分布区将会明显的缩小,且有向东部和高海拔地区迁移的趋势。通过对影响物种分布的19个气候因子的主成分分析表明:年降水量、最湿季降水量和最暖季降水量是主导蛛网萼分布的气候因子。(2)随着干旱程度的加剧,蛛网萼的各项生长指标下降的也越显著,重度干旱下蛛网萼各项生长指标受抑制最严重,但根冠比最高,蛛网萼为了适应干旱环境采用了转移生物量的策略。轻度干旱时,蛛网萼叶片中Pro呈先升后降趋势,SOD、POD、CAT、MDA、可溶性蛋白和可溶性糖均呈上升趋势;中度及以上的干旱胁迫下,蛛网萼的SOD、CAT、可溶性糖和Pro均呈先升后降趋势,POD和可溶性蛋白呈先生后降再升趋势,MDA呈上升趋势。表明轻度干旱能够增大蛛网萼叶片的细胞膜透性,诱发保护酶系统清除细胞内活性氧,使细胞产生渗透调节物质来保证水分的供给;中度和重度干旱对蛛网萼幼苗造成的伤害较大,SOD和CAT后期下降,保护酶系统活性明显降低,可溶性糖和Pro后期也降低,表明中度和重度干旱对蛛网萼的细胞生理结构能够造成较为严重的不可逆生理性破坏。(3)轻度干旱胁迫下限制蛛网萼净光合速率主要是气孔因素,中度和重度干旱下则是非气孔因素主导。干旱胁迫能抑制蛛网萼PSII光化学活性,Fv/Fm、Fv’/Fm’和Fv/Fo均有显著降低,表明蛛网萼受到了光抑制,且Fv/Fo对干旱的响应较为敏感。蛛网萼能通过提高NPQ的方式来增加热耗散。中度和重度干旱能对蛛网萼的PSII反应系统造成不可逆的伤害。
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S685.99
【图文】：

曲线,蛛网,分布点,四国

重复 3 次。之后在 Modeling-Evaluation-Create Evaluation File 中创建ROC 文件，最后在 Modeling-Evaluation-Show ROC/Kappa 中输出 ROC 曲线。2.2 结果与分析2.2.1 地理分布分析多度分析显示（图 2.1），赣闽交界和日本四国岛是蛛网萼标本信息分布最集中的地方。在 80 份有效标本信息中，有 20 份来自浙江、14 份来自江西、7 份来自福建、10 份来自日本九州、19 份来自日本四国、10 份来自日本本州。由图 2.1可知蛛网萼在我国的分布点主要集中在江西、浙江、福建三个省份，在江西与福建交界的武夷山脉一带分布尤为集中，1°×1°的网格中有 14 份有效标本；而在日本，九州、本州、四国均有分布，其中在四国岛的高知一带分布较为集中。结合当地的地理情况，可知蛛网萼的生长环境是需要一定海拔的。

潜在分布区,蛛网

图 2.2 和图 2.3 是利用当下气候数据分别用 BIOCLIM 和 DOMAIN模型预测的结果，图 2.4 和图 2.5 是利用未来气候数据预测的结果。由绿色至红色代表适宜蛛网萼生存程度由低到高。BIOCLIM 模型对蛛网萼当下分布区的预测结果表明，蛛网萼的潜在分布区遍布浙、赣、皖、鄂、桂、闽、湘各省以及日本中部以下地区。但高度适生区或最适生区范围极小，除了已知的武夷山一带、雁荡山一带，仅在桂林、吉安和黄山一带有较高的分布可能性，而日本的尾鹫一带、长门一带、四国岛整体以及九州岛北部均有较高的潜在分布可能性，韩国的济州岛也有极高的分布可能；DOMAIN 模型结果与 BIOCLIM 模型的结果大致相似，其结果显示蛛网萼未知的最适生活区分布在建德和长沙等地，而在日本的潜在最适分布区则与目前已知的分布区域无甚差异。在 CO2倍增的未来气候背景下，BIOCLIM 模型对蛛网萼的预测显示其最适分布区逐步向雁荡山脉偏移且有聚集的趋势，主要分布在云和、丽水一带；日本的最适分布区整体向东迁移，集中在四万十市和和歌山，且有明显的缩小；DOMAIN 模型则表示未来蛛网萼的分布区与当下相比有相当比例的缩小。

蛛网,潜在分布区

图 2.3 蛛网萼当下潜在分布区预测（DOMAIN）Fig.2.3 Prediction of actual potential suitable distribution of Platycrater arguta based on DOMAINmodel

【参考文献】