种源地对育空地区具有生态和文化意义的修复物种的种子及萌发特性具有重要影响

《Journal for Nature Conservation》：Provenance influences seed & germination characteristics of ecologically and culturally relevant restoration species from the Yukon Territory

　　

**摘要**

退化生态系统的社会-生态恢复取决于本地种子的可获得性及其性能。在种子产业服务不足的地区，例如加拿大北部的育空地区，从业者往往难以获得本地来源的种子，必须评估来自其他产地种子的适用性。我们研究了产地如何影响育空地区恢复工作中三种重要本地物种的种子性状和萌发反应：千叶蓍（Achillea millefolium，普通千叶蓍）、金露梅（Dryas drummondii，德拉蒙德金露梅）和美洲沙枣（Shepherdia canadensis）。我们从每个物种的育空地区三个种群中采集种子，并与加拿大南部商业来源的种子进行比较。测量了种子质量，并在10°C、18°C和26°C条件下测试萌发，以评估萌发率、萌发时间和萌发一致性。千叶蓍和金露梅的商业种群种子更大且萌发一致性更高，而育空地区种群在相对于物种水平参考模型时，通常在低温条件下表现出更高的萌发率和更快的萌发速度。与这些参考模型相比，育空地区种群的萌发一致性也普遍较低。对于美洲沙枣，育空地区种群在不同温度条件下的萌发反应表现出显著差异，而商业种群在低温条件下表现出特别低的萌发率。在各温度条件下，育空地区种群涵盖了广泛的萌发反应范围，而商业种群并未始终表现出在较温暖温度下更快或更完全的萌发。育空地区种群之间也观察到萌发反应的差异。这些发现强调了从多个育空地区种群和生态区域采集多样化种子混合物的潜在价值，以捕捉种子和萌发性状中已有的变异。这种方法结合气候调整型产地概念和种子来源的语境依赖性，可能有助于在不断变化的环境条件下支持恢复工作，同时促进加拿大北部地区种子网络的发展。

**引言**

修复性土地行动依赖于通过审慎且尊重地使用本地植物材料，特别是本地种子，来（重新）建立生态和社会上重要的植物群落（Broadhurst等，2016；Dalziell等，2022；Larson等，2023；Schmidt等，2019；Zanetti等，2020）。当前对本地种子的需求远远超过供应量，这为基于种子的恢复工作实施造成了主要瓶颈（Broadhurst等，2016；Gann等，2019；Leger等，2021；McCormick等，2021；Pedrini和Dixon，2020；Vogt等，2017）。当补植障碍未被克服时，基于种子的恢复中定植失败很常见（Broadhurst等，2016；Kildisheva等，2020；Larson等，2023；McCormick等，2021；Miller等，2017），并且可能因对种子和萌发特性了解有限或忽视了补植障碍如何影响物种环境需求而加剧（Larson等，2023）。因此，了解种子和萌发特性比以往任何时候都更为关键，尤其是在恢复决策通常做出的区域或种群水平尺度上（Broadhurst等，2016；Hirst等，2025；McCormick等，2021）。

恢复用种子来源传统上优先考虑本地产地，基于这样的假设：本地种群最适应生境条件，从而最大限度地减少不适应和杂交衰退风险，同时最大化补植成功（Broadhurst等，2008；Hancock等，2023）。然而，快速的气候变化挑战了这一"本地最优"范式，引发了关于本地种群是否将适合未来条件的担忧（McKone和Hernández，2021；Vitt等，2022）。气候调整型产地策略提供了一种替代方案，通过将本地和非本地材料混合，选择与当前和预测未来生境条件相匹配的地区（Prober等，2015）。虽然已经开发了在线工具来帮助从业者基于气候预测确定合适的种子来源（Shryock等，2018；St.Clair等，2022），但预测种子性状如何随产地变化仍然困难，这使得来源和部署决策复杂化。

除了生态考量之外，种子来源和恢复决策还受到社会、文化和基于地方的价值塑造，特别是当地社区和原住民的价值（Reyes-García等，2019；Dickson-Hoyle等，2022）。排除本地来源或优先非本地种子的种子来源策略可能会损害这些社会-生态价值，限制恢复行动得到支持和与当地优先事项一致的程度。因此，种子来源决策不仅影响生态恢复结果，还影响地区性种子供应系统的发展以及社区与土地的关系。

种子和萌发特性为理解种子来源在环境反应和潜在补植策略方面如何存在差异提供了一个重要视角。萌发是一个关键的生态过程，也是一个关键生命阶段，对个体补植成功和植物群落组建具有强烈影响（Bandara等，2019；Dalziell等，2022；Hirst等，2025；Larson等，2023）。它可以通过可量化的特性来描述，包括萌发率（最大萌发百分比）、萌发时间（例如达到50%萌发的时间）以及围绕某一时间点的萌发一致性（图1）。与种子质量等形态性状一起，这些特性可以反映物种如何应对补植障碍，如干扰或竞争，这些因素可能改变补植的环境条件（Funk等，2017；Kraft等，2015；Larson等，2023；Larson等，2016；Saatkamp等，2019；Zanetti等，2020）。萌发特性对环境条件高度敏感，温度通常作为主要的调节信号（Bandara等，2019；Baskin和Baskin，2014；Carta等，2022；Jiménez-Alfaro等，2016）。

种子性状在产地间的种内变异可能反映本地适应，并有助于确定"萌发生态位"的广度，即种子能够萌发的条件范围（Baskin和Baskin，2014；Bischoff等，2006；Carta等，2022）。虽然萌发特性本身不能完全预测原位补植成功，但它们为指导恢复实践提供了有价值的见解，包括产地选择和种子部署策略（Dalziell等，2022；Kildisheva等，2020；Larson等，2023；Miller等，2017；Rajapakshe等，2022；Saatkamp等，2019；Zanetti等，2020）。这些见解在育空地区（本文中简称育空地区或地区）尤为相关，该地区需要大规模恢复来应对历史和持续的工业影响（Vogt等，2017）。地区性种子供应极其有限，来自加拿大南部的商业化生产的种子通常是恢复项目的唯一选择（Vogt等，2017）。育空地区涵盖多样的区域和子区域生物群落，具有独特的气候和生态条件（Smith等，2004），然而对于来自这些地区的生态和文化上重要物种的种子和萌发性状知之甚少。这一知识缺口限制了在该地区有效地将种子来源与恢复地点相匹配的能力。与此同时，原住民主导的倡议正在致力于发展地区性恢复种子供应网络，这些网络依赖于对本地种子生态学的更深入理解来支持恢复规划。

本研究考察了来自育空地区及加拿大西部省份的本地物种的种子和萌发性状，以评估种子产地如何影响种子和萌发性状。通过了解与育空地区恢复相关的本地和非本地种子种群的萌发特性，我们旨在支持审慎的种子来源和恢复实践，这些实践既考虑生态背景和潜在结果，也考虑这一决策对支持它们的种子供应网络可能产生的影响。我们测试了每个物种的三群来自育空地区的野生采集种子，并与来自加拿大西部省份的商业采集野生种子种群一起评估，以评估在广泛气候梯度（育空地区和南部产地）及更细尺度对比（育空地区生态区域）中的变异。为了评估产地是否影响了萌发特性，我们将各单个种群的萌发反应与从所有采样种群估算出的共同物种水平萌发反应进行比较。在预期产地对萌发影响不大的情况下，单个种群的反应预期将趋近于这一共同反应，而持续偏离则表明存在产地相关差异。以下研究问题指导了本研究：（1）萌发特性在育空地区和商业种子种群中如何变化？（2）这些信息如何为育空地区的生态恢复提供种子来源决策，这些决策对当地恢复种子供应网络的发展可能有什么影响？借助这些信息，我们讨论这些发现对育空地区种子供应和来源的意义，为从业者在北方生态系统中基于种子的恢复决策提供实用指导。

**分节摘要**

**土地致谢与作者立场**

怀着感激之情，我们想承认这项工作得到了Na-Cho Ny?k Dun第一民族的支持，并部分在其领土上进行。Na-Cho Ny?k Dun第一民族是Yukon Seed & Restoration Inc.（YSR）的主要所有者，这是一家位于育空地区的恢复和种子组织，也是参与本研究的合作伙伴。本项目野外部分进行的土地也位于Kwanlin Dün第一民族、Ta'an Kwach'an委员会和Carcross……

**种子质量**

在种群间和物种平均值之间观察到了千叶蓍种子质量的显著差异，无论是在区域内还是跨区域产地（图3）。YPN-A和YSL-A1种群的种子质量与物种平均值相比较小，但只有YSL-A1显著较小（TSW=0.101 g，p=0.006）（图3）。YSL-A2和COMM-A种群表现出显著大于物种平均值的种子质量（TSW=0.131 g，p=0.03和TSW=0.165 g，p<0.001，分别）（图3）。

**萌发反应模式和种群水平变异**

我们的发现揭示了种子和萌发特性中存在与区域产地相关的模式的证据，同时也存在区域内种群之间的显著变异。由于正式统计分析是将每个种群与物种水平参考模型进行比较，而不是相互之间直接比较，因此下面描述的模式应被解释为观察到的趋势，而非明确的种群差异。区域适应的证据在最广的……

**结论**

我们的发现表明，育空地区植物种群在生态区域产地之间和之内表现出种子和萌发特性的显著变异。这一变异强调了将区域内和区域间多样性纳入种子来源策略的重要性，而不是依赖单一产地方法。育空地区种群之间观察到的萌发反应多样性表明，捕捉种群间变异的本地来源种子混合物……

**资金来源**

本研究由Mitacs研究奖项资助，与Yukon Seed & Restoration Inc.合作，并获得了北方科学培训计划和维多利亚大学Loraine Kennedy野外奖项目的额外支持。

**CRediT作者贡献声明**

David M. Krug：概念化、形式分析、调查、方法学、可视化、撰写——初稿。Hilary Lefort：撰写——审阅与编辑、概念化。Julie Larson：撰写——审阅与编辑、方法学、概念化。Nancy Shackelford：撰写——审阅与编辑、监督、方法学、概念化。

**未引用参考文献**

Native Land Digital（2026）。

**利益冲突声明**

作者声明以下财务利益/个人关系，可能被视为潜在利益冲突：David Krug报告与Yukon Seed & Restoration Inc.存在关系，包括：就业（前雇员）。Hilary Lefort报告与Yukon Seed & Restoration存在关系，包括：就业。如有其他作者，他们声明没有已知的可能影响……竞争的财务利益或个人关系。

**致谢**

怀着感激之情，我们想感谢所有支持本项目的人，包括但不限于Kristina Gardner、Matthew Evans、Naomi Butterfield、Sophia Slater、Ainsley Taggart、Hannah Gentes、Diana Bertuol Garcia、Sarah Bird，他们支持了种子采集和萌发测试。

**稿件准备过程中生成式AI和AI辅助技术的声明**

在本工作准备过程中，第一作者使用ChatGPT协助写作（语法和句子结构支持）以及用于萌发建模和统计……的代码故障排除。

David M. Krug | Hilary Lefort | Julie Larson | Nancy Shackelford