神农架山地珍稀植物群落物种多样性和遗传多样性的耦合研究

物种多样性和遗传多样性是生物多样性研究领域的两个重要方面，研究两者的关系具有重要意义。本项目以神农架山地珍稀濒危植物群落为研究对象，利用野外定位监测研究和室内分析工作相结合的方式，运用植物生态学和分子标记技术相结合的方法来研究珍稀植物群落中主要珍稀物种的遗传多样性和所在群落物种多样性之间的关系、珍稀植物种群遗传多样性在种内和种间的遗传分化、主要珍稀植物种群遗传多样性的空间格局；利用生长锥钻取年轮木芯，重建珍稀植物群落演替过程历史，结合遗传多样性资料，构建珍稀植物群落演替的生态过程与遗传多样性的关系，推断遗传多样性在时间尺度上的变化特征。在区域尺度上探讨全球气候变化条件下亚热带山地珍稀植物群落稳定性的遗传机制。研究结果对该类群科学保护对策的制定具有重要意义，为生物多样性科学研究领域发展提供了新的思路，同时也为群落遗传学的理论发展提供实际研究案例。

本项目以亚热带山地珍稀植物群落及其优势种领春木（Euptelea pleiospermum）为研究对象，开展物种多样性与遗传多样性关系、群落演替的生态过程与遗传多样性关系和群落优势种领春木对气候变化响应等方面的研究，结果如下：（1）在自然条件下，物种多样性和遗传多样性均呈现中间高、两端低的海拔梯度格局。相似的海拔梯度格局使物种多样性和遗传多样性呈现显著的正相关关系。在干扰条件下，物种多样性和遗传多样性呈现不同的变化速率。物种多样性降低而遗传多样性相对稳定，这破坏了二者的正相关关系。（2）生境破碎化未导致领春木种群遗传多样性丧失。生境破碎化未导致领春木种群间遗传分化增强。稀有等位基因丧失和瓶颈效应的发生是生境破碎化的负遗传效应的早期信号。（3）领春木种群的瞬态种群增长率与种群动量相对于遍历性期望值有明显的偏离。其瞬态行为的幅度（0.5-1.6）相对大多数乔木（0.001-1000）而言是比较保守的。瞬态爆发的潜力可能来自早期成树的繁殖，而瞬态瞬态衰减的潜力则来自幼苗的死亡。不论是瞬态种群增长率还是遍历性瞬态种群增长率都是对存活率的变化最敏感，对生长率变化次之，对繁殖率的变化则迟钝，但是在繁殖率之中，萌枝更新的灵敏度要高于实生苗更新。初始种群结构中个体数相对稳定种群结构中个体数偏少或偏多的径级或生活史阶段具有较高的瞬态灵敏度，表明这些径级或生活史阶段是种群瞬态的重要驱动力之一。（4）领春木具备向高海拔地区迁移的潜能，但向高海拔的迁移扩散可能会受到一定的限制。在低海拔区域, 领春木幼苗更新受到威胁, 但一些小生境可以缓冲气候变暖到来的威胁。