种子特性和耐盐性有助于Plantago coronopus在中欧冬季盐渍道路沿线的分布范围扩大

《Ecology and Evolution》：Seed Traits and Salt Tolerance Contribute to the Range Expansion of Plantago coronopus Along Winter-Salted Roads in Central Europe

本研究分析匈牙利道路沿线王冠草（Plantago coronopus）的种子异型性、耐盐性及传播机制。结果表明：该物种大种子千粒重（0.116g）显著高于小种子（0.047g），小种子终端速度最低（0.058），利于风力传播；种子在0.4%-0.8% NaCl浓度下均能发芽，且小种子植株生物量更高。王冠草在高速公路（3.64%）和 motorway（48.72%）中分布最广，耐盐性及种子传播能力共同促进其扩张，提示需加强道路植被管理。

　　在现代社会，随着道路网络的迅速扩展和冬季除冰盐的广泛应用，许多盐生植物种群在道路沿线得到了广泛分布。其中，Plantago coronopus 是一个典型的沿海盐生植物，它通过道路网络在欧洲迅速扩散。本研究旨在探讨 P. coronopus 在道路沿线快速传播的原因，重点分析其种子二态性、种子特征以及盐生能力在这一过程中的作用。我们比较了 P. coronopus 与四种来自中欧的本土 Plantago 种子在匈牙利道路沿线的分布、种子特性以及盐生能力，以评估这些因素如何影响其在盐渍化环境中的生存与扩散。

研究发现，P. lanceolata 是匈牙利道路沿线最普遍的 Plantago 种，而 P. coronopus 排在第三位。值得注意的是，P. coronopus 几乎只出现在高速公路的路肩上，这一现象表明它可能具有某种特殊的适应机制，使其更倾向于在这些特定的环境中生长。我们发现，P. coronopus 的大种子数量几乎是小种子的两倍。此外，小种子的终端速度比其他物种的种子更低，这可能有助于它们借助风力和车辆产生的气流进行更有效的传播。这种较低的终端速度意味着小种子可以在空气中停留更久，从而增加了它们被带离原生地并传播到新区域的可能性。

所有 Plantago 种子在 0.4% 盐浓度下都能发芽，但发芽率有所下降（除了 P. major）。而来自小种子的植株在盐渍土壤中表现出更高的茎重，这表明它们在盐生环境中具有更强的繁殖潜力。这些结果提示我们，种子二态性可能在 P. coronopus 的快速扩散中起到了关键作用。不同种子类型在传播能力、发芽成功率以及生长表现上的差异，可能使其在道路沿线的盐渍化环境中占据优势。

通过比较种子的传播能力，我们发现 P. coronopus 的小种子比大种子具有更强的风力传播潜力。这种特性可能是其在道路沿线广泛传播的重要原因。同时，大种子的发芽成功率更高，这可能帮助其在较稳定的环境中建立种群。这种种子二态性可能是一种适应性策略，使 P. coronopus 能够在盐渍化、受干扰的环境中持续存在。此外，研究还发现 P. coronopus 的小种子不仅在盐渍土壤中表现出更高的繁殖能力，而且在某些情况下甚至能够产生更多的花序，这可能与其较强的适应性有关。

道路沿线的环境条件通常比周围自然景观更为复杂，包括土壤压实、水分变化、重金属污染以及盐渍化等。这些因素对许多植物种群的生存构成挑战，但某些盐生植物却能够在此类环境中成功定殖。这表明，这些植物可能具备特殊的生理和生态适应能力，使得它们能够在道路沿线的高盐环境中生存。这种适应能力可能与它们的种子二态性有关，这种特性可能有助于它们在不同条件下进行繁殖和传播。

在本研究中，我们还观察到 P. coronopus 在不同盐浓度下的生长表现。虽然其种子在 0.4% 盐浓度下仍然能够发芽，并且其幼苗在更高盐浓度下也能存活，但某些种子类型在极端盐浓度下的表现则有所差异。例如，来自大种子的植株在 0.8% 盐浓度下仍能存活，而小种子的植株则表现出更强的适应性，尤其是在盐渍土壤中。这一发现进一步支持了种子二态性在 P. coronopus 生存和繁殖中的重要性。

研究还指出，道路沿线的高盐环境可能是 P. coronopus 能够在这些区域成功定殖的关键因素之一。这种高盐环境通常由冬季除冰盐的使用造成，使得某些植物种群得以在道路沿线繁衍生息。此外，车辆运行产生的空气扰动和土壤运输也可能促进了植物种子的扩散。这些因素共同作用，使得 P. coronopus 能够在道路沿线形成稳定的种群，并进一步扩散到更广泛的区域。

除了盐生能力，我们还发现 P. coronopus 的繁殖能力较强，尤其是在盐渍土壤中。这一特性使其在道路沿线的环境中具有竞争优势。同时，其种子二态性可能有助于在不同环境条件下实现更高效的繁殖和传播。例如，小种子可能更适应于在高盐环境中生长，而大种子则可能在低盐或无盐的环境中表现更好。这种差异可能反映了植物对环境变化的适应性策略，使其能够在道路沿线的多样化环境中生存。

此外，研究还发现 P. coronopus 在道路沿线的分布与道路类型密切相关。例如，它几乎只出现在高速公路的路肩上，而未在低等级道路中发现。这可能表明，某些道路环境的特殊条件（如更高的交通流量、更频繁的土壤扰动等）为 P. coronopus 提供了更有利的传播和生长条件。而这些条件在低等级道路中可能不那么显著，导致 P. coronopus 在这些区域的分布较少。

总体来看，本研究揭示了 P. coronopus 在道路沿线快速传播的多个潜在因素。这些因素包括种子二态性带来的不同传播能力和发芽成功率，以及其在盐渍土壤中的生存能力。这些特性可能使其在道路沿线的环境中占据优势，从而形成广泛分布。同时，研究还指出，道路沿线的环境条件可能为某些盐生植物提供了适宜的生存空间，而这些植物的繁殖能力则可能帮助它们在这些环境中持续扩展。

随着道路网络的进一步扩展和除冰盐的持续使用，P. coronopus 的扩散趋势可能还会继续。因此，有必要加强对这种植物的监测，特别是在其可能扩散到更广泛区域的情况下。此外，由于其花粉具有致敏性，且可能成为农田中的杂草，这种植物的扩散也可能对农业生态系统产生影响。因此，研究其传播机制和生态适应性，对于评估其对环境的影响以及制定相应的管理措施具有重要意义。

在未来的道路建设和维护过程中，如何减少对植物种群的影响，尤其是对盐生植物的影响，是一个值得探讨的问题。通过了解这些植物的生态特性，我们可以更好地预测它们的扩散趋势，并采取适当的措施，以减少其对环境的潜在危害。同时，这种研究也为其他盐生植物的适应性和传播机制提供了参考，有助于我们更全面地理解植物在人类活动影响下的生态变化。