高山红景天形态分化与生存环境关系的研究

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［!］ 生存环境的表现形式 。高山红景天作为一种濒危
高山红景天 （ !"#$%#’( )(*"(’%+,+)%) ） 为多年生草 本植 物， 在中国主要分布于黑龙江省的海林县的部 分山区及吉林省长白山， 其根茎可以入药， 具 有明
［"］ 显的抗衰老和解除疲劳等功效 。高山红景天的典
植物， 其天然分布区狭窄， 生 存环境极其恶劣。由 于各居群间的带状或者斑块状分布而形成相对隔离 状态， 在长期的适应 与进化过程中形成各居群特有
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植
物
研
究
(" 卷 样线 %： 黑龙江省大海林地区沿太平沟林场场
［!］ 的遗传结构 。本文旨在通过对高山红景天形态性
状及其与环境间关系的分析进一步探讨不同生态环 境下高山红景天天然居群的适应机制。 " "#" 材料和方法 研究地点和样地设置 本项研究在吉林省的长白山和黑龙江省的大海 林地区共沿 $ 个采样路线选择了 "% 个天然居群 作 为研究对象。 样线!： 长白山北坡， 沿通往天文峰的公路采 样。 居群 &’"： 海拔 (())* ， 为高山苔原带， 光照强， 风力大， 蒸发量大， 沙质土壤， 伴生植物为典型高山 苔原草本植 物。 居群 &’(： 海拔 ()$)*， 树线处， 光照较好， 土层 较厚， 伴生植物多为小灌木和草本植 物如赤杨、 多 种杜鹃等。 样线"： 长白山北坡， 沿通往天池的攀行小路采 样。 居群 &’!： 天池附近， 海拔 ()))*， 虽然也为高 山苔原带， 但其周围高山环绕， 风力较小， 光 照充 足， 土壤层较厚。 居群 &’%： 海拔 "+$)* 的温泉边， 由于温泉的温 度高达 +), ， 影响其附近的土壤及空气温度，伴生 灌木和草本。 居群 &’$： 小天池附近， 海拔 "-$)* 的岳桦林 下， 郁闭度较大， 光照较弱， 湿度大， 其他草本 植物 生长旺盛。 样线#： 长白山的西坡， 沿吉林省松江河林业局 境内通往天池 （与中朝边境邻接处） 的公路采 样。 居群 &’.： 位于海拔 "/$)* 的树线处， 光照较 好， 土层较厚， 伴生植物多为小灌木和草 本植物。 居群 &’-： 海拔 ()$)* 的高山苔原带， 光照很 强， 风力大， 伴生植物为典型高山苔原带植物。 样线 $： 黑龙江省大海林地区从双峰林场场部 向平顶山攀行小路采样。 居群 01"： 海拔 "%!)* 的岳桦林缘， 高山红景天 多生长于岩石表面及空隙的土壤上， 草本植物 较稀 疏。 居群 01!： 位于海拔 "$!)* 的岳桦疏林下， 光照 较差。土层较厚， 草本物生长旺盛。 居群 01%： 位于海拔 ".))* 的山顶， 光照强， 风 力大， 几乎没木本植物生长， 其它草本植物非 常稀 少。
高山红景天形态分化与生存环境关系的研究 "
周福军 颜庭芬 王 琴 阎秀峰## 祖元刚
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（东北林业大学森林植物生态学开放研究实验室， 哈 尔滨
摘
要
对采自黑龙江省平顶山和吉林省长白 山的 ": 个天然居群高山红景天的分株数、 株高、
基径、 叶长和叶宽 9 个形态性状进行了比较 分析， 探讨了高山红景天适应环境的形态变异机制。 单因素方差分析 0 检验表明， 除分株数 外 的 : 个形态性状在 ": 个居群中均表现为差异极显著。 对这 : 个性状的多重比较分析表明， 各形 态性状在不同生态环境下表现出一定程度的分化。对 高山红景天的形态变异与其生态环境间存在着明显的 ": 个天然居群形态性状的聚类分析表明 ， 相关关系。 关键词 高山红景天； 形态性状； 适应
第 !" 卷 第 " 期 $%&’ !" ？(%’ "
植 物 研 究 )*++,-.( /0 )/-1(.21+ 3,4,1325
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部向平顶山攀行小路采样。 居群 01$： 位于海拔 "$))* 的岳桦林林缘， 高山 红景天主要生长于石隙间的土壤上， 伴生稀疏 草本 植物。 居群 01.： 位于海拔 ".$)* 的高山山顶， 生境为 乱石堆， 光照强， 风力大， 温度较低， 高山红 景天主 要生长于背风处的石隙间的土壤上， 伴生植物很少。 居群 01-： 位于海拔 "%))* 的岳桦林下， 郁闭度 较大， 伴生植物包括岳桦和一些草本植物 。 "#( 取样和形态指标的测定 每个居群随机取 ") 个无性系， 对每个无性系测 定无性分株数； 测量无性系最高分枝的株高；取最 高分析中间部分的三片叶子， 测量叶长并计算平均 值； 测定三片叶子的叶宽并计算平均 值； 测定最高 无性系分株的基径作为该无性系的基径。 "#! 形态变异的统计方法
型生境为 "9##R 以上 （长白 山 "X##R 以上） 的岳桦 林下及高山苔原带。
周福军 （"YZY = ） ， 男，博士， 植物分子生态学。 " 第一作者简介： 国家自然科学基金资助项目 （ (%’ [YX## #"[） （ 1<NL%J B%J K%JJCIH%8SC8KC） ’ ## 通讯作者 收稿日期： 化与生存环境关系的 研究
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宽和基径的平均值 !"# 明显高于 !"$。一方面 由 叶长处于较高水平， 说明此处高山红景 天生长状况 于 !"# 居群土壤有机质含量较高， 水分条件较好， 最好， 主要由于该处光照和水分条件较好， 土层较 为高山红景天的生长提供了良好的生长 条件； 另一 方面， 由于 !"# 居群草本层相对较厚， 高山红景天 在与其他植物竞争生存空间的 过程中形成了较高 大粗壮的植株。 （ %） 样线! 随着 !"&、 !"’ 和 !"( 三个居群的海拔高度的 降低， 分株数、 叶宽和基径的平均值均呈降低的 趋 风速 较大， 高山红景天植 !"& 居群由于海拔较高， 株低矮粗壮， 叶片较宽厚； !"’ 居群的土壤中矿质元 素含量较高， 水分 和 光照条件较好， 植株生长良 好； 而 !"( 居群由于郁闭较高， 草本层较厚， 植株细 弱， 叶片较 薄。 （ )） 样线" 在 !"*、 除分株数随 !"+ 和 !", 三个居群中， 海拔高度的升高而增大以外其他各项指标随海拔 高度的升高而呈降低趋势， 基径和 !", 居群的株高、 表$ !"#$% $ 厚， 土壤养分含量较高， 为高 山红景天提供了良好 的生长条件。 （ -） 样线# 随着 ./’、 ./& 和 ./$ 各居群海拔高度的降低， 株高、 分株数和叶长呈升高的趋势， 而叶宽和 基径 在 ./& 较低。由于居群 ./& 位于岳桦林下， 光照较 差， 其它草本植物生长旺盛， 高山红景 天在与其它 株细弱， 叶片狭长； 环境 ./’ 居群 由于土壤条件差， 相对恶劣， 植株低矮。 （ 0） 样线$ 在 ./,、 岳桦林林缘的 ./( 和 ./+ 三个居群中， 叶长、 叶宽和基径都处于较高 水 ./( 居群的株高、 平； 而岳桦林下的 ./+ 由于光照较差及其他草本植 物的影响， 植株相对细弱， 叶片狭长；苔原带的 ./, 居群由于生长环境非常恶劣， 风力很大， 气温较低， 土壤瘠薄， 植株生长受到 了很大限制。