BBR刊集(4)|| 中国苔藓植物多样性、地理分布与生态适应

学术   2024-11-01 22:07   北京  


苔藓植物是一类结构简单、无维管束的小型植物,隶属于植物界中的苔藓植物门。作为地球上物种数量第二大的高等植物类群,苔藓植物以其独特的生物学特性和生态功能在全球生态系统中扮演着重要角色。它们不仅在水土保持、土壤形成和生态恢复中发挥着重要作用,而且因其对环境变化的敏感性,常被用作环境污染的指示器。苔藓植物的多样性在全球范围内得到了广泛认可,中国尤其是青藏高原东南部地区,是苔藓植物多样性的热点区域,这些地区的苔藓植物不仅种类丰富,而且具有很高的特有性。

近期的研究进展显示,苔藓植物的研究不仅揭示了它们在生态系统中的多样性和功能,还为理解它们对环境变化的响应提供了新的见解。例如,林芝地区的苔藓植物研究显示,该地区苔藓植物区系以温带成分为主,同时兼具热带属性,表明该地区是温带向热带过渡的重要生态区。此外,科学家们还在贡嘎山地区发现了苔藓植物的新记录种,这些发现不仅丰富了苔藓植物的物种库,也为理解它们的生态适应性和保护策略提供了新的线索。研究还发现,苔藓植物在生态恢复中具有潜在的应用价值,如九寨沟震后裸岩边坡的覆绿研究,为生态修复提供了新的解决方案。

苔藓植物的研究意义不仅在于它们对生态系统的贡献,还在于它们为生物多样性保护和环境管理提供了重要的科学依据。随着人们对苔藓植物生态价值认识的不断加深,未来的研究有望进一步揭示它们在地球生态系统服务中的作用,为保护和可持续利用这些宝贵的生物资源提供指导。



林芝地区典型区域藓类植物多样性与区系分析




青藏高原,被誉为“世界第三极”,其东南部地区是中国生物多样性的宝库。林芝市,作为这一地区的重要组成部分,以其独特的地理位置和复杂的气候类型,成为了研究藓类植物多样性的热点区域。

马和平团队基于野外调查数据和文献资料,采用样线法和普采法对林芝市四个典型区域的藓类植物进行了深入分析。结果显示,林芝地区共有藓类植物60科249属748种,其中包括86种中国特有种和16种受威胁物种。林芝地区的藓类植物区系以北温带分布、热带亚洲分布、喜马拉雅至日本分布和中国特有分布为主,显示出该地区藓类植物区系的温带特性和热带属性,以及温带向热带过渡的成分。通过Shannon-Wiener指数评价,研究者发现林芝地区典型区域的藓类植物多样性较高,其中墨脱县的物种多样性最高,表明该地区气候和环境非常适合藓类植物的生长。

随着气候变化和人类活动的增加,对这些敏感物种的保护显得尤为重要。这项研究不仅为林芝地区的生物多样性保护提供了基础材料,也为理解该地区藓类植物的地理区系特征和生物多样性保护研究提供了重要参考。



镜泊湖世界地质公园火山口地下森林苔藓植物多样性


气候变化和人类活动使生物多样性正遭受严重威胁,而火山生态系统作为研究植物多样性的天然实验室,其研究在全球范围内受到关注。苔藓植物作为非维管植物中物种丰富度第二大的类群,在火山生态系统的演替过程中扮演着“拓荒者”的角色,对土壤形成和生物多样性发展具有重要影响。中国拥有众多火山,但对火山生态系统中苔藓植物的研究却十分有限,尤其是在东北火山群。镜泊湖世界地质公园作为中国生物多样性优先保护区之一,其火山口地下森林的特殊生境和植被的原始完整性,使得该地区的苔藓植物多样性研究具有重要的科学意义和保护价值。

丛明旸团队采用典型调查法,通过野外调查和形态解剖学方法鉴定物种,共记录到苔藓植物53科126属292种,其中苔类植物14科17属31种,藓类植物39科109属261种。这一丰富度不仅显示了镜泊湖火山口地下森林在我国火山生态系统中的重要地位,也为生物多样性保护提供了重要的基础数据。

研究进一步分析了苔藓植物的物种组成、优势类群、物种相似性以及α多样性等指标。结果显示,青藓科、提灯藓科、丛藓科等为优势科,占总种数的42.12%;而青藓属、绢藓属、匐灯藓属等为优势属,占总种数的18.49%。此外,四个火山口苔藓植物共有种为20种,其中Ⅳ号火山口独有种最多,达到88种。这些结果支持了“中度干扰假说”,即适度的人为干扰有助于增加物种多样性,同时也反映了地形对多样性的贡献较大。

该研究的发现对于理解火山生态系统中的苔藓植物多样性具有重要意义。鉴于苔藓植物在火山生态系统中的重要作用,建议对这些关键生境进行优先保护,以维护生态平衡和生物多样性



云南文山薄竹山山顶苔藓矮林物种组成与群落特征



山顶苔藓矮林,又称“山顶苔藓矮曲林”,主要分布在热带和亚热带地区的山顶或山脊。这些生态系统因其所处的恶劣环境条件和人为干扰相对较弱,保存了较为原始的群落状态,是研究自然群落特征的天然实验室。云南文山薄竹山的山顶苔藓矮林,因其独特的地理位置和气候条件,成为了研究的热点。

陈文红团队在云南文山薄竹山山顶建立了1 hm2的动态监测样地,采用CTFS标准调查样地内胸径(DBH)≥1 cm的所有木本植物。结果显示,在1 hm2动态样地中,DBH≥1 cm的木本植物共计20科32属42种3614株个体;在0.6 hm2群落样地中,维管植物共计42科67属103种。其中,厚叶杜鹃(Rhododendron sinofalconeri)在群落中占绝对优势。该群落由乔木层、灌木层、草本层和层间植物组成,被命名为厚叶杜鹃-大花云南桤叶树-文山八角山顶苔藓矮林。群落物种丰富、组成稳定、优势显著,更新状况良好,林冠外貌平整,处于成熟林状态。

这项研究补充和完善了我国西南地区山顶苔藓矮林的群落种类组成和结构特征,为山顶苔藓矮林优势种潜在栖息地分析及长期监测奠定了基础,为进一步深入分析该群落的物种共存机制提供了新视角。



中国青藓科小美喙藓属及其地理分布




小美喙藓属(Eurhynchiastrum)自2002年建立以来,全球已知有2种1变种。在中国,关于该属的研究相对较少,分布情况也不明确。为了更好地了解和保护这一珍稀属,李敏团队对中国小美喙藓属的标本和文献进行了深入研究。

通过对相关标本和文献的综合分析,研究团队确认中国分布有小美喙藓属植物1种,即小美喙藓(E. pulchellum)。研究详细描述了该物种的形态特征、生境及地理分布,并提供了主要形态特征图版。此外,研究还对小美喙藓与形态相近属和种进行了比较分析,并预测了其在中国的潜在地理分布区。

小美喙藓属作为一个在中国分布范围狭窄且研究较少的属,其详细的形态学和地理分布信息对于生物多样性保护和区系地理研究具有重要意义。通过对小美喙藓属的形态学描述和地理分布的预测,研究人员能够更准确地指导未来的野外调查和标本采集工作。



青藓科(Brachytheciaceae)植物假鳞毛形态及其分类学意义




青藓科作为侧蒴藓类植物中种类最为丰富且分类学问题较为复杂的类群之一,其形态特征的变异性及分类界限的不明确性一直是学术界研究的难点。李敏团队针对青藓科植物假鳞毛的形态特征及其在分类学上的应用价值进行了系统性分析。通过对19属、44种、594份青藓科植物标本的深入研究发现,青藓科植物的假鳞毛主要表现为三角形至半圆形的叶状假鳞毛,且根据顶端特征可进一步划分为顶端平截或钝以及顶端具毛尖两种类型。除青藓属(Brachythecium)外,其余18属内不同种间的假鳞毛形态基本一致,显示出较高的属内一致性。这一发现为青藓科植物属级水平的分类提供了新的形态学证据,假鳞毛形态特征在青藓科植物的分类学研究中具有重要的应用价值。



来自四川贡嘎山的中国藓类植物新记录




贡嘎山,作为横断山脉的最高峰,拥有丰富的垂直自然带和复杂的生态环境,为苔藓植物的生长提供了理想条件。然而,尽管该地区的苔藓植物种类繁多,系统的分类和记录仍然相对不足。

贾渝团队对贡嘎山的苔藓植物进行了全面的调查,采集了多种苔藓标本,并对其进行了详细的形态学描述和分类。最终确认了3种新记录的苔藓植物:尖叶梳藓(Ctenidium malacodes)、小卷叶藓(Ulota crispula)、居间卷叶藓(Ulota intermedia)。

研究不仅提供了这些物种的形态特征和生境描述,还讨论了它们与邻近种的主要区别。这些新记录的发现,进一步丰富了贡嘎山地区的苔藓植物多样性,强调了该地区作为生物多样性热点的地位。



Orthotrichum tortifolium Lewinsky(Orthotrichaceae,Bryophyta),一个不丹藓类植物在中国的新记录




Orthotrichum tortifolium Lewinsky,作为一种仅在不丹被发现的特有藓类植物,以其独特的形态特征而闻名。这种植物的叶片扭曲或卷缩,内蒴齿具有很高的基膜,这2个特征在木灵藓属(Orthotrichum)中都是相当罕见的。贾渝团队在2021年4月的野外调查中,于贡嘎山自然保护区采集到了2份与Orthotrichum tortifolium模式标本形态基本一致的标本,这一发现不仅丰富了我们对这一物种地理分布的认识,也为藓类植物的分类学研究提供了新的材料。

文中提供了Orthotrichum tortifolium的详细形态描述和照片,包括其绿色的上表面、棕黑色的下表面、分枝的茎、强烈卷曲的叶片以及具有高基膜的内蒴齿等特征。这些特征的详细描述,加上与相似种的主要区别讨论,为藓类植物的分类学研究提供了重要的参考。这一发现,不仅在学术上具有重要意义,也为我们提供了关于该物种生态习性和保护状况的新见解。



3种苔藓植物对模拟大气氮沉降的生理响应




大气氮沉降的增加,主要源于化石燃料的燃烧、农业氮肥的施用以及生物质的燃烧等活动。这一现象在全球范围内引起了广泛关注,尤其是在东亚地区,已成为全球氮沉降最高的地区之一。苔藓植物,因其独特的生理结构和生态功能,被视为监测大气氮沉降的重要工具。

庄伟伟团队选取了西北地区三种苔藓植物——齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)、真藓(Bryum argenteum)和尖叶匐灯藓(Plagiomnium acutum),并设置了不同氮素处理梯度,研究氮素增加对这些苔藓植物叶绿素、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响。研究发现:氮素处理促进了尖叶匐灯藓的叶绿素合成,而对齿肋赤藓和真藓的叶绿素合成具有抑制作用。不同氮素处理促进了真藓和尖叶匐灯藓的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量,但对齿肋赤藓的影响相反,表明其对模拟氮沉降较为敏感。低浓度氮素促进了三种苔藓植物的抗氧化酶活性,而高浓度氮素则抑制了这些活性。齿肋赤藓主要依靠超氧化物歧化酶(SOD)调节抗氧化系统,而真藓和尖叶匐灯藓的抗氧化系统调节主要依靠过氧化氢酶(CAT)。

研究表明,齿肋赤藓对氮素增加最为敏感,可以作为大气氮沉降的指示植物。这些发现不仅有助于我们理解苔藓植物对氮沉降的生理响应机制,也为科学合理利用苔藓植物指示大气氮沉降提供了依据



基于层次分析法的九寨沟震后裸岩边坡覆绿适用苔藓筛选




九寨沟国家级自然保护区在地震后面临严峻的生态恢复任务。裸岩边坡的快速覆绿对于恢复区域生态功能、保持水土以及提升景观美学价值至关重要。苔藓植物,以其独特的生态功能和适应性,成为理想的候选植物。

类延宝团队基于抗逆能力、易获得性、生态功能、繁殖能力、生物量积累和美观感六大标准,构建了18项评价指标体系。通过对30种乡土苔藓植物的综合评价,最终筛选出5种适用于九寨沟震后覆绿的苔藓植物:东亚砂藓、大灰藓、美灰藓、阔边匐灯藓和长叶青藓。

层次分析法在生态修复物种筛选中显示出其独特的优势,能够客观指导生态恢复实践。筛选出的5种苔藓植物具有较强的抗逆性、繁殖能力和生态功能,能够有效促进裸岩边坡的快速覆绿和生态恢复,将成为九寨沟乃至其他类似地区生态修复工程中的主力军



BBR刊集(4)文献




高智远,司孟鑫,王彪,马和平.林芝地区典型区域藓类植物多样性与区系分析[J/OL].植物研究,(2024-10-22)[2024-10-30].http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1480.S.20241021.1013.002.html.

丛明旸,李永坤,阳文静,陈朴青.镜泊湖世界地质公园火山口地下森林苔藓植物多样性[J].植物研究,2023,43(3):361-369.

黄红,税玉民,张志明,罗家旺,何德明,杨冲,王伟,陈文红.云南文山薄竹山山顶苔藓矮林物种组成与群落特征[J].植物研究,2024,44(5):738-752.

赵依林,苏杨,梁红柱,王幼芳,李敏.中国青藓科小美喙藓属及其地理分布[J].植物研究,2023,43(6):810-814.

魏博嘉,张学文,王幼芳,赵建成,李敏.青藓科(Brachytheciaceae)植物假鳞毛形态及其分类学意义[J].植物研究,2022,42(5):733-740.

王庆华,何强,罗莲,娜仁高娃,易照勤,郑笑傲,蒋勇,贾渝.来自四川贡嘎山的中国藓类植物新记录[J].植物研究,2023,43(4):498-504.

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宋泊沂,王明明,庄伟伟.3种苔藓植物对模拟大气氮沉降的生理响应[J].植物研究,2024,44(1):107-117.

夏红霞,刘李岚,周徐平,陈珂,李英,旷培刚,孙庚,类延宝.基于层次分析法的九寨沟震后裸岩边坡覆绿适用苔藓筛选[J].植物研究,2023,43(4):540-549.














刊集编辑:孙婧珏、胡彦波

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