凤仙花属Impatiens L隶属于凤仙花科Balsaminaceae,是现存被子植物中的特大属之一,亦是一个高度分化和多样化显著的大属。凤仙花属植物对生长环境要求较为严格,特有现象和地域性极为明显。绝大多数种类为我国或某个省区狭域分布的特有种,在我国华南和西南石灰岩地区这种特有现象更为显著。然而,对这些种类与石灰岩基质的关系一直缺乏深入的研究,尤其缺少种群结构、异质性生境、遗传结构、细胞学、生理生态以及种质资源保存等方面的综合研究工作,因而这些特有植物的特有机理及其适应对策目前仍没有得到很好的诠释。海南凤仙花Impatiens hainanensis Y. L. Chen仅分布于海南石灰岩地区,包括昌江、东方、白沙等地,多见于山顶裸露石灰岩缝隙,是该地区的石灰岩专性特有植物。由于当地少数民族有刀耕火种、采集药材的传统,海南凤仙花的生境遭到了很大的破坏,按照IUCN的濒危物种评估标准,现已处于濒危状态,被列为海南省级重点保护野生植物。本研究讨论了海南凤仙花保护生态学内容,涉及其特有濒危过程的群落生态学、繁殖生态学和保护遗传学等内容,以期了解石灰岩特有植物适应石灰岩特殊生境的内在机制,分析其特有濒危的主要原因；并试图通过建立基于组织培养的扩繁体系,为有效保护其种质资源、制订科学而合理的保护策略提供科学的决策依据。主要研究成果与创新点如下：1.海南凤仙花群落生态学研究应用TWINSPAN和DCA,研究海南凤仙花所在群落植被的分布格局,并探讨了海南凤仙花种群大小及其不同群丛下物种的多样性。研究表明：(1)DCA排序结果与TWINSPAN分类结果一致,将16个样方划分为4个群丛类型；(2)DCA排序能较好地反映各群丛类型与环境因子的生态关系,DCA第一、第二排序轴分布反映了海拔和郁闭度的变化；(3)不同群丛的物种多样性指数和丰富度指数存在差异,且不同层之间也存在差异。海南凤仙花所在群落不同群丛的形成与环境因子关系密切,其中海拔是影响其分布格局和物种多样性的环境因子；(4)不同群落结构下的海南凤仙花的种群大小及幼苗更新能力不同,在今后的保护中应采取不同的保护措施。2.海南凤仙花繁殖生态学研究对3个不同海拔梯度的种群进行了开花生物学特性和开花物候、花器官结构、花粉活力和柱头活性、传粉者种类和访花行为及繁育系统的比较研究。结果发现,从花芽萌生至凋谢大约25.2d,花朵开放平均寿命4.10d,雄性期和雌性期分别约为3.95d和0.95d；种群开花峰期在8月初,高海拔种群花期高峰相对滞后。低、中海拔种群开花第2天花粉活力最高,高海拔种群以第1天花粉活力最高,但各开花天次都较中低海拔种群低；柱头活性随开花时间的推移而增强,高海拔种群开花各天次均较低、中海拔种群低。主要传粉昆虫为黄黑无垫蜂Amegilla leptocoma和绿条无垫蜂Amegilla zonata,中低海拔种群以黄黑无垫蜂为主,高海拔种群以绿条无垫蜂为主。无自动自花授粉和无融合生殖现象,人工授粉能明显增加座果率(75%-90%),自然座果率高海拔种群相对较低(40%-60%),说明存在较强的传粉者限制。因此,对于海南凤仙花的保护需要同时关注生境与有效传粉者的保护,促进有效传粉昆虫在不同海拔种群之间的往来,保证种群间的花粉流与种子流,维持海南凤仙花的种群遗传多样性与有效种群大小。3.海南凤仙花种群遗传学研究运用ISSR分子标记技术,分析了海南岛石灰岩地区的海南凤仙花自然种群的遗传结构,比较了三个海拔梯度对种群遗传结构的影响。研究结果显示：13个ISSR引物的扩增结果显示其多态性位点百分率为97.7%；AMOVA分析表明海南凤仙花自然种群的变异主要来自种群内(92%),而种群间变异较少(8%)；中海拔种群的遗传多样性最为丰富；而高海拔种群的遗传多样性则较低；种群的遗传距离和地理距离表现出显著的高度专一性。分析表明海拔是影响种群基因流的重要因素,高海拔种群可以向中低海拔种群进行传播花粉和种子等基因流动,而中低海拔种群向高海拔种群进行类似的基因流动则较为困难,海南凤仙花数量较少的主要原因可能来自于其生境的限制。因此在以后的保护工作中要特别注重其生境的保护,避免人为因素的破坏。4.海南凤仙花组织培养研究以海南凤仙花种子、嫩叶和侧芽为外植体进行离体培养,获得以下优化培养基配方：(1)播种培养基：Hyponex花宝1号3.0g·L-1+蛋白胨1.0g·L-1+椰子汁CM100ml·L-1;(2)叶片诱导愈伤组织培养基:MS+6-BA3.0mg·L-1+NAA0.1mg·L-1;(3)愈伤组织分化培养基：MS+6-BA2.0mg·L-1+NAA0.5mg·L-1;(4)腋芽诱导培养基：MS+6-BA1.0mg·L-1+NAA0.2mg·L-1;(5)丛生芽增殖培养基：MS+6-BA2.0mg·L-1+NAA0.5mg·L-1;(6)生根培养基：MS+NAA0.Smg-l。