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狗脊(Woodwardia japonica(L.f.)Sm.)与单芽狗脊(W. unigemmata)为乌毛蕨科(Blchnaceae)、乌毛蕨属(Woodwardia)多年生蕨类植物。长期以来,由于较为相似的外部形态特征及共同的分布区等给直观分类带来了极大的不便;同时,由于两物种之间存在着许多过渡类群,使得两种植物的分类地位争议不断。本文通过对两种植物所处的生态环境、形态特征和群落特征的比较分析研究,为二者的分类鉴定、亲缘关系研究及保护生物学研究奠定基础。
本文以缙云山自然保护区7个狗脊相对集中地和2个单芽狗脊相对集中地作为研究样地,结合多种数学分析方法,对样地内狗脊和单芽狗脊的形态特征、生态影响因子、伴生植物的区系特征、群落的多样性及数量特征等方面进行了初步研究,主要结果如下:
1)表观形态特征与显微特征观察表明:表观形态下,狗脊的成熟孢子叶片上的孢子囊群呈短线性排列,而单芽狗脊的则呈扁圆形;单芽狗脊的叶轴上长有“芽孢”,而狗脊没有。在显微镜下,狗脊和单芽狗脊的孢子囊外面都有环带,但狗脊的孢子囊形似椭圆形而单芽狗脊的形似心形;在幼嫩茎的横切面观察到狗脊幼嫩茎中部有2条楔形和2条椭圆形的维管束,而单芽狗脊是4条楔形维管束。
2)方差分析显示:在所研究的27项形态特征中,狗脊差异显著和极显著的特征有16项,占59.26%,单芽狗脊则有23项,占85.19%;两者有15项特征相同,且都为营养器官。聚类分析结果表明:在个体水平上,狗脊和单芽狗脊无明显的分化规律,形态表现出一定的相似性;不同居群的个体大多混聚在一起,而同一居群的个体则存在着一定程度上的散距现象,呈现出居群内明显的多样性。在居群水平上,狗脊居群和单芽狗脊居群存在明显的分化规律,形态上不表现出相似性。
3)由土壤的含水量、pH值、TN、P和K含量的测定可知:两物种群落的土壤含水量无明显差异;狗脊群落的土壤pH值都呈弱酸性而单芽狗脊的土壤pH值接近中性;两物种群落土壤的TN含量差异大但无规律性,狗脊群落土壤的P、K含量都比单芽狗脊群落要低很多。林层的郁闭度尤其影响狗脊和单芽狗脊的生长分布,郁闭度低的地方才会分布有单芽狗脊。
4)狗脊和单芽狗脊的伴生植物多为单种科,优势科不明显。科的区系地理成分都比较复杂,以热带和温带分布为其典型特征;其中,旧世界热带分布科仅为单芽狗脊伴生植物特有,体现了单芽狗脊和狗脊伴生植物存在一定的差异。性与吻合度。区系中属的地理成分比较复杂,都以热带和温带分布为其典型特征。区系分布类型相同且比例也都相近,说明了狗脊和单芽狗脊伴生植物在属水平上近似,生存环境近似,亲缘关系相近。
6)群落物种多样性指数研究表明,灌木层>草本层>乔木层。在狗脊群落内由于乔木层的适当郁闭,林地内枯枝落叶层厚,水分充足,灌木层、草本层种类相对丰富,狗脊在这种稳定的生境下可以较好地生存;稀疏的乔木层为单芽狗脊的生长提供了充足的光照环境。综合群落的数量特征可以看出狗脊在频度、株数以及盖度都是最大的,而单芽狗脊的频度以及盖度也都是最大的,在这些群落中占据重要地位,在草本层中具有较强的竞争优势。
总体看来,这两个物种在伴生植物区系特征、种群的数量特征等方面存在较大的相似性,但是在表观形态、生态环境和群落乔木层分布方面存在较显著的差异。表明两个物种有独立的分布区、各自稳定的外部形态特征,根据种的定义,将这两个近缘种划分为两个种较为合适。