报春苣苔营养器官稳定碳、氮同位素组成初步研究

发布时间：2020-07-28 20:04

【摘要】：目前,报春苣苔种群仍处于濒危状态,为更好地保护国家I级重点保护野生植物报春苣苔(Primulina tabacum),本研究以广东、广西、湖南和江西4个省份14个有记录的报春苣苔分布点的种群作为研究对象,实地调查各分布点的维管植物群落物种组成,测定各种群报春苣苔植物根茎叶营养器官、植株周边土壤及岩石进行稳定碳氮同位素组成(δ~(13)C、δ~(15)N)测定,初步探讨报春苣苔不同营养器官碳氮同位素组成与其生境中相关因子的关系。主要结论如下:(1)在11个发现报春苣苔分布的调查地点中,均发现了凤尾蕨科(Pteridaceae)凤尾蕨属(Pteris)植物,即凤尾蕨属植物常与报春苣苔生长同一环境中,推测该属植物可作为寻找适宜报春苣苔生存环境的指示植物。(2)根据实地调查及文献获取的报春苣苔分布地点地理信息,通过MaxEnt软件,预测报春苣苔的潜在地理分布区。结果发现除本次实地调查发现报春苣苔的广东、广西、湖南3个省份外,未发现其他省份存在报春苣苔高适生区,而仅江西省有小片区域为中适生区。而模型评估指标中训练子集及测试子集AUC值均为0.9991。影响报春苣苔潜在适生区分布的主要环境为太阳辐射量,3月份太阳辐射量和9月份太阳辐射量累积贡献值高达94.44%。由于本次预测采用24个气候环境变量,能较为准确预测报春苣苔潜在适生区,今后需进一步增加环境变量,预测更为精准的适生区域,以便探寻出报春苣苔新分布点。(3)在所有样品(包括植物、土壤及岩石)中,元素含量排列为CHNS,且植物土壤岩石。计算14个点报春苣苔及相关种根茎叶、土壤及岩石C/N值,其中,植物根茎叶C/N值3者无显著性差异;岩石C/N值远高于植物和土壤C/N值,且与植物、土壤C/N值不呈现显著关系;土壤与植物C/N值(根茎叶C/N平均值)呈显著正相关(y=0.3253x+9.1154,R2=0.3334;P=0.0310.05)。(4)所有植物样品的δ~(13)C介于-40.47‰~-29.92‰之间,而δ~(15)N则介于-13.38‰~3.72‰之间。报春苣苔及相关植物不同营养器官δ~(13)C不存在显著性差异;根和叶δ~(15)N存在显著性差异,但根和茎以及叶和茎δ~(15)N则不存在显著性差异。且根δ~(15)N值小于叶片δ~(15)N值,这可能由于报春苣苔叶片能通过吸收大气中的氮源,从而导致叶片δ~(15)N值偏正。所有植物样品δ~(13)C值小于-25‰,推测报春苣苔、蚂蝗七(Chirita fimbrisepala)以及牛耳朵(Ch.eburnea)的光合途径均为卡尔文循环(C_3途径)。(5)土壤δ~(13)C值与岩石δ~(13)C值不存在显著性关系;而土壤δ~(13)C值与报春苣苔根茎叶δ~(13)C值均呈现显著正相关,说明影响土壤δ~(13)C值主要因素为地表植物。而土壤N含量与报春苣苔根组织δ~(13)C呈显著负相关,说明土壤N含量升高会使促进植物根际碳沉积,从而使根贫化~(13)C(即土壤N含量升高会促进根释放含~(13)C的有机物)。(6)报春苣苔各营养器官δ~(13)C、δ~(15)N值与气候因子(地区年平局气温及年平均降水量)不存在显著性关系,这说明外界大环境气候因子对报春苣苔生存环境影响较小,因此报春苣苔生理活动(如光合作用、N元素的吸收)对气候因子的响应十分迟钝,需要通过改变所处石灰岩洞小环境因素(洞内温度、相对湿度、土壤N含量等)来使报春苣苔生理活动发生改变。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q942
【图文】：

分布图,分布图,湖南,连州

图 2-1 实验样品采集地分布图Fig. 2-1 Distribution map of research sites*地点编号：1.广东连州寨背磊; 2.广东连州地下河；3.湖南宁远紫霞岩; 4.湖南宁远白水源; 5.湖南蓝山黄土岭; 6.湖南东安塘旁边;7.湖南道县玉蟾; 8.湖南道县新屋; 9.湖南江永层岩; 10.湖南江华秦岩; 11.广西贺州灵峰山; 12.湖南郴州万华岩; 13.湖南宜章八角寨，14. 江西婺源灵岩洞

潜在分布区

报春苣苔在中国的潜在分布区Fig.3-9PotentialdistributionofP.tabacuminChina

潜在分布区

37图 3-10 报春苣苔在中国南方地区的潜在分布区Fig. 3-10 Potential distribution of P. tabacum in southern China

【参考文献】