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为解决低地沼泽种群数量下降问题,研究人员对球花水玉簪(Tofieldia calyculata)在三种不同生境中的种群动态开展研究。结果发现生境类型影响其种群动态,提出针对低地沼泽种群的管理建议,对保护该濒危物种意义重大。
在欧洲,钙质沼泽和湿草甸这类栖息地正面临着严峻的挑战。大量的此类栖息地因排水改造为农田而消失,还有一些因传统管理方式(如割草)的废弃,在自然演替过程中变成了其他类型的栖息地。这使得许多依赖这些栖息地生存的植物物种陷入濒危境地,球花水玉簪(Tofieldia calyculata)便是其中之一。它是一种多年生植物,分布中心在阿尔卑斯山,其低地沼泽种群如今在多个欧洲国家都处于极度濒危状态。以往针对此类物种的研究大多聚焦于特定栖息地类型中的种群动态,很少有研究对不同栖息地类型的种群进行对比分析。为了深入了解球花水玉簪在不同栖息地的生存状况,找到导致低地沼泽种群数量下降的原因,并提出有效的保护策略,来自查尔斯大学和捷克科学院植物研究所的研究人员展开了相关研究 ,该研究成果发表在《Folia Geobotanica》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在数据收集方面,他们选取了中欧地区的 10 个球花水玉簪种群,涵盖了该物种常见的三种栖息地类型(沼泽、湿坡和高山草原),对每个种群中的至少 150 株植物进行标记,并连续 3 - 4 年跟踪记录其生长数据。在数据分析阶段,运用积分投影模型(IPMs)来描述种群动态,通过建立不同的模型来分析各因素对种群动态的影响。同时,还设置了播种实验,探究不同管理方式对种子萌发和幼苗建立的影响。
研究结果主要从以下几个方面展开:
- 生命率分析:几乎所有生命率都随着植株大小的增加而增加,且受年份影响显著。不同栖息地类型对植株的生存、开花、结果等生命率有显著影响。例如,高山草原的植株生存率最高,沼泽地最低;湿坡和沼泽的植株开花和结果的概率更高,但沼泽地的花序受损率也最高。此外,不同栖息地类型的幼苗建立数量差异显著,湿坡和高山草原的幼苗建立数量明显多于沼泽地。
- 积分投影模型分析:湿坡和高山草原种群的种群增长率(λ)大多大于 1,而沼泽种群的 λ 均小于 1。在弹性分析中发现,所有种群对生存的弹性较高,尤其是高山草原种群中小个体的生存弹性也很高;在幼苗建立率高的种群中,繁殖的弹性值也相对较高。稳定大小分布显示,沼泽种群中大型个体比例最高,而湿坡和高山草原种群中小个体(如幼苗和幼株)比例较高。
- 播种实验结果:在沼泽地设置的播种实验中,不同管理方式对幼苗建立和生存影响显著。去除地上生物量和凋落物、不扰动土壤表面(bs regime)的处理方式下,幼苗建立率和生存率最高;而挖掘处理(dg regime)的幼苗建立率和生存率较低。
- 模拟干扰对沼泽种群动态的影响:在沼泽种群中模拟干扰情况发现,即使少量种子在干扰地块(如 bare soil plots)萌发,也能使种群增长率大于 1,但不同年份所需的种子萌发比例不同。
综合研究结果和讨论部分,该研究意义重大。研究明确了不同栖息地类型对球花水玉簪种群动态的显著影响,发现沼泽种群数量下降主要是由于幼苗建立困难和花序受损严重。基于此,研究人员提出了针对性的保护建议,如在低地沼泽种群的管理中,不仅要进行割草,还应去除凋落物、制造干扰,并播种当地收集的种子,以促进幼苗的建立和种群的增长。对于湿坡和高山草原种群,虽然目前不需要特殊管理,但要警惕气候变化导致的物种竞争加剧问题。这些研究成果为球花水玉簪的保护提供了科学依据,有助于制定更加有效的保护策略,对维护生物多样性具有重要意义。