这篇文章给大家聊聊关于天南星科常见植物,以及天南星科中药材植物的多样性和分布对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站哦。
文/农人贾老师
编辑/农人贾老师
山地生态系统为人类提供重要的服务,是许多生物物种的栖息地;然而,它们是脆弱的地区,面临着自然灾害、森林砍伐、农业转移、基础设施发展和气候变化的许多威胁(欧洲环境署,2010年)。
《生物多样性公约》通过了一项关于山地生物多样性的工作方案,采取了一系列行动,解决山地生态系统特有的问题,以保护和维持生物多样性、遗传多样性以及产品和服务(生物多样性公约秘书处,2010年)。
热带山地生态系统最重要的特征是海拔因子,海拔因子可以影响气候因子,尤其是温度。由于硬化过程,许多高海拔植物物种能够存活。
许多研究人员发现,基于海拔梯度的物种分布存在显著差异。
在泰国,天南星科或Arum科或Aroids在皇家植物园,Kew(2015)的数据库中有本地天南星科6个亚科28属190种。
《泰国植物志》发表了26属209种,在泰国北部发现了60多种,天南星科的丰度取决于可用的水分和大气湿度。
在潮湿的热带地区,天南星科植物最为多样化,有多种生命形式,如半附生植物、附生植物、地生植物、流生植物、水下或周期性水下水生动物、水生植物和自由漂浮水生动物,开花和结果因物种而异,风、水、昆虫、动物和人类促进了授粉和传播。
泰国北部的DoiInthanon(图3)代表了物种多样性和生物资源的独特栖息地。
许多研究已经确定了在泰国北部最著名的保护区高海拔地区存在的特有物种和脆弱物种。
因他侬峰(DoiInthanon)是泰国的最高点,海拔2565米,高于平均海平面。该地区的山脉是喜马拉雅山脉的一部分,雨季湿度非常高,冬季和旱季的温度变化范围分别从0℃以下到40℃(国家公园,野生动植物保护部,2012)。
温度与土壤性质的关系随海拔高度变化显著,气温递减率为0.69℃/100mamsl。
许多研究人员报道了高物种多样性,然而,关于天南星科的文献资料较少。
本研究旨在阐明天南星科植物在DoiInthanon国家公园分布的物种多样性和环境因素的重要性。研究结果应有助于制定可持续管理计划。
研究于2014年1月至2014年12月在清迈省DoiInthanon国家公园(18°24′N至18°40′N、98°24′E、98°42′E)进行。
研究了天南星科植物在7个区域的多样性和分布,以海拔梯度为300mamsl至2565mamsl为间隔(图1)。
采用天南星科植物有目的的永久样地和临时带状样地对天南星科植物的物种多样性进行了调查。
三个永久性地块(4米×4米)共21个地块,其中包括一个临时条形地块(5米×500米)。每月对永久样地进行监测,鉴定天南星科所有物种,并测量其生长情况和个体数量。
物理因素(海拔、土壤性质和每个地块的坡度)被确定并记录下来。在每个永久地块的五个位置(每个地块的四个角和中心)收集土壤样品(深度为0-20cm)。
在泰国曼谷Kasetsart大学农学院土壤科学系土壤实验室,将土壤样品组合成一个样品,分析土壤性质、土壤pH值、土壤质地(砂、粉和粘土的百分比)和有机质含量。
此外,还记录了土壤含水量和光照强度。土壤水分测量采用3合1土壤水分计(pH=1),光强测量采用数字勒克斯计(Nicety型号LM801)记录了天南星科标本的物候特征,重点记录了各物种的形态和开花结果期。
采用重要性值指数(IVI%)评价该区域优势种,计算方法为相对密度和相对频率之和(Whittaker,1975)。
IVI%值越高的物种在该地点的优势地位越高(Parotta,1997)。此外,利用Shannon-wiener指数(ShannonandWeaver,1949)分析了各带天南星科植物的物种多样性。
应用广义线性模型(GLM)研究天南星科植物分布的自然环境因子,采用逐步回归分析天南星科物种密度。
基于7个高程带(每个高程带包括3个子样地,4×4m),选取所有密度足够统计分析的天南星科物种(n≥30株),分析独立的物理因子(海拔、光照强度、土壤纹理、土壤pH和有机质),选择每个物种的Akaike信息准则(AIC)最低的模型。
3.1天南星科的多样性
共鉴定出11属23种,根据是落叶类还是常绿类可分为两类。在冬季和夏季有冬眠期的落叶树种有13种:大黄魔芋,泰国魔芋,云南魔芋,白沙蒿,云南沙蒿,云南沙蒿变种,白沙蒿,白沙蒿属,白沙蒿属,白沙蒿属,毛沙蒿属,库西马诺和赫特,马爪龙。
然而,Boyce(2012)在《FloraofThailand》中报道Alocasiaacuminata和Scindapsusofficinalis为常绿植物,但在本研究中,这两个物种在旱季处于休眠状态。
后7种在旱季的生长低于雨季。然而,发现了截然相反的模式,例如对Arisaemaomkoiense的生长受到昆虫和腐病威胁的影响。
在海拔2101-2565m处,高海拔对附生和/或岩生物种的分布有直接影响,未发现Rhaphidophora(常绿属)。
2014年9月雨季(表1)天南星科植物IVI%的优势种依次为白沙蒿(33.31%)、褐魔芋(29.87%)、沙魔芋(20.68%)、云南魔芋(19.79%)和土芋(18.60%)。除土苔属植物全年生长外,其余树种均为落叶型地生植物,在旱季有冬眠期。
其他种为附生、石生和雨生,常绿且较少。在300-600m的河流边缘分布有两种苔藓植物,分别是绿苔草和刺叶草。
作为附生植物或地生植物,在海拔1501-2565m处发现了Remusatiahookeriana,攀爬在桦树(BetulaalnoidesHam)树干上。
在腐朽的树叶或树荫下的沙土中。一种附生植物,长在土壤中,长在Castanopsissp.的树干上。
物种和个体数量季节变化检测(分别p<0.01和p<0.05),增加雨季与旱季(表3)。
基于Shannon-Wiener物种多样性指数也显著(p<0.01)不同季节最天南星科物种的生长季节是在雨季(5月至10月),当发现土壤含水量高于旱季(1.80-3.76%和1.24-1.89%在旱季(12月至次年4月),许多物种处于休眠期。而在雨季,由于病害的危害,樟子蒿的数量迅速减少。
天南星科植物在海拔1500m以上有增加的趋势,在海拔1500m以上有减少的趋势(表1和表3)。
一些天南星科植物在特定的海拔上有分布,例如在海拔300~600m的河流上只发现了两种天南星科植物(Lasiaspinosa和Typhoniumroxburghii)。
同样地,在海拔最高的类别(海拔2100m以上)只发现了2种(Arisaemaconanguineum和Remusatiahookeriana)。
其他物种可以在中等海拔高度(601-2100米)发现,这表明它们的分布可能与其他植物一样依赖于不同的生态位(Teejuntuk,2003)。
人为活动是天南星科植物消失的主要威胁。例如,由于非木材森林产品的采伐,游客的践踏和除草行为,特别是沿着自然小径。
此外,自然干扰、干旱和森林火灾也破坏了一些天南星科物种,特别是在旱季和雨季的山洪暴发期间。
3.2决定天南星科分布的物理因素
GLM分析结果表明,天南星科植物的分布是由多种物理因素决定的(表5),并且在种间存在差异。
然而,只有5种天南星科植物的模型是成功的(表3)。土壤pH值、粘土百分比、光照强度和海拔高度等物理因子与天南星科植物的分布呈负相关,只有Remusatiahookeriana与天南星科植物的分布呈正相关。
主要分布在海拔1501-2565m的高海拔地区。相比之下,有机质和砂的百分比与物种分布呈显著正相关,表明土壤性质是决定DoiInthanon国家公园天南星科物种适宜地点的最重要因素(表3)。
不同带间土壤性质的砂、粉、粘、pH、有机质(OM)含量差异显著(表5)。土壤pH可分为中性和酸性两类,pH值随海拔升高呈降低趋势。相比之下,OM有随海拔升高而增加的趋势。
据报道,土壤性质,特别是土壤质地和土壤养分,是与森林类型高度相关的重要因素。
此外,不同森林类型的光强也存在差异(Thery,2001),落叶森林的光强高于常绿森林(Marod,2004)。
这一结果支持了天南星科植物较高的物种多样性,在土壤为沙质且OM含量较高的海拔901-1500m处发现了15种天南星科植物(表6和表7)。
据报道,在尼泊尔、秘鲁和伊朗,海拔梯度是决定许多植物科分布的一个重要因素。
DoiInthanon国家公园的各种环境因素为天南星科植物的多样性提供了良好的机会,与其他地点相比,天南星科植物有23种,物种多样性较高。
在北碧府Chaleamrattanakosin国家公园(Sungkajanttranon,2010)和Saiyok国家公园(Napiroon,2013)分别报道了10属15种和8属13种。
苏拉威西东南部苏瑞山和Uluisimbone森林14属24种,(NugrohoandSantika,2008)。
与DoiInthanon(Typhoniumroxberghii)仅有1种共同。在巴西Ceara的半干旱区报告了18个属(Andrade,2013),而在DoiInthanon的28个分类群中没有发现任何物种。
虽然天南星科物种仍然广泛分布在DoiInthanon国家公园,但它们受到人为因素、疾病和自然灾害的威胁,可以破坏物种多样性。
一些物种可能会从栖息地消失。夏季的高温和干旱可以提前开花和产叶的时间,从而影响植物分布,而植物分布可能随着生态和进化生态系统生产力、物种相互作用、群落结构现象和生物多样性保护而变化。
物种间的尺度变化是对近期气候变化、生态系统生产力变化和全球碳循环的响应。
因此,迫切需要在DoiInthanon国家公园进行可持续管理,特别是流域和森林管理,以保护这一山地生态系统的植被覆盖、物种多样性和生产力,以减缓和适应全球气候变化。
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