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杜鹃属(Rhododendron L.)属于杜鹃花科(Ericaceae),全世界约有1000种,是被子植物中物种数最多的属之一,在属的水平上分布极其广泛,但在物种水平上分布很不均匀,且生境条件变化剧烈,不同物种形态特征差异巨大。本研究从物种分布、种子性状和萌发特征等方面探讨杜鹃属植物对环境的适应性,为杜鹃属植物的迁地保育和新品种选育提供理论基础。 通过各类文献搜集杜鹃属植物在中国的分布资料,建立了以县级行政区划为单位的杜鹃属物种分布,以及气候(如气温、降水、光照等)、地形地貌(如海拔、坡向等)、土壤(pH值、湿度)等数据库,揭示了杜鹃属植物的分布规律,丰富度分布格局及其影响因素。青藏高原南部为杜鹃属植物的起源和进化中心,也是多样性和多度中心。在此区域,选取了59个杜鹃属植物种群,42个物种,研究了种子质量、长度、宽度、厚度、长宽比、宽厚比、表面积、种翅长度等种子功能性状与海拔,生境,植株高和系统发育的关系;采用上述种子材料,研究种子萌发对不同温度和光照的反应,从种子萌发的角度分析杜鹃属植物对不同生境的适应,取得以下重要结果。 在中国,杜鹃属植物主要沿山脉分布,西南山区物种最为丰富。云南、西藏和四川是物种数最多的省份。海拔,土壤湿度,温度年较差,土壤pH值和县域面积是影响杜鹃属植物物种丰富度分布的主要因素。海拔解释了丰富度变异总量的21.9%,为影响杜鹃属丰富度的主要环境因子。 杜鹃属不同物种、海拔、生境、植株高和系统发育与种子性状密切相关。在高海拔地区,杜鹃属植物倾向于形成更轻、更小,种翅更短的种子。在低海拔地区,种子的形状倾向于扁圆形,表面积增大,具有发达的翅状附属物,种子质量较大。质量较大的种子提高了萌发后幼苗生长阶段的竞争能力,发达的种翅附属物,利于种子扩散。种子质量与植株高度正相关,更高的植株,利于靠风力传播的种子的扩散。种子性状随生境不同产生明显变异,分布于阳坡的杜鹃属植物种子质量较大。分布于郁闭度较大的森林中的杜鹃属植物种子附属结构比较发达,利于种子扩散。杜鹃属植物种子性状亦受其系统进化关系的影响。 杜鹃属植物种子萌发率和萌发速率受环境条件影响显著。温度和光照极大地影响着种子的萌发率和萌发速率。由于海拔和生境决定了种子萌发时的温度和光照条件,随海拔升高,气温下降,因而,在低海拔地区,温度较高,种子萌发的最适温度也较高。随海拔升高,种子萌发的最适温度下降。 杜鹃属植物种子质量大小与种子萌发率正相关,较大的种子在光照和黑暗条件下,萌发率和萌发速率均较高。在物种水平上,种子萌发率和萌发速率差异显著,但在亚组、组、亚属水平上差异不显著,表明杜鹃属植物在起源和演化过程中,种子萌发这一生活史特性受到了系统发育的强烈影响。 杜鹃属植物种子的扩散方式为风媒传播,植株高度较高,种子扩散较远;反之,种子只能散布到距母体植株较近的生境,导致种子萌发后幼苗竞争激烈,从而降低物种的适合度。因此,扩散能力较弱的种子以较低的萌发率或休眠来降低激烈的个体竞争。