濕地中國 > 經驗研究 > 理論研究 > 正文

GEB︱我國冬季溫度建造了紅樹林的物種分布及群落組成

媒體:Wiley生態學  作者:葉鵬程
專業號:紅樹林基金會
2020/6/7 23:57:57

導讀

紅樹林(Mangrove)是指生長在熱帶、亞熱帶低能海岸潮間帶上部,受周期性潮水浸淹,以紅樹科(Rhizophoraceae)植物為主體的常綠灌木或喬木組成的潮灘濕地木本生物群落。紅樹林在南北半球均有分布,我國的紅樹林群落續斷分布于海南、廣東、廣西和福建等省份,以及臺灣、香港和澳門等地區。紅樹林在我國的天然分布北界為福建省福鼎縣(27°20′ N),人工引種北界為浙江樂清縣(28°25′ N)。

 

有著“海岸衛士”之稱的紅樹林,近幾十年來由于受到圍海造地、圍海養殖和砍伐等人為因素,使得其分布面積大幅減少。因此了解紅樹林的分布及結構組成等,將有助于今后,特別是在氣候變化和人為干擾日益增加的情況下,更好地對其進行科學有效的保護。然而,影響紅樹林的分布以及群落組成因素目前仍然是一個有待回答的科學問題。

 

本文,作者通過歷史文獻資料對我國18° N~27° N之間的共計70個紅樹林分布點進行數據收集和分析(圖1),試圖回答以下幾個問題:(1)隨著緯度的增加,紅樹林物種組成如何變化?(2)沿著緯度環境梯度,哪些氣候變量與紅樹林物種組成的變化有關?(3)紅樹林對范圍限制氣候變量的耐受性是否表現出明確的分類或系統發育信號?

圖1 紅樹林的分布

 

▉  原文信息

 

▉  正文

紅樹林(Mangrove)是通常生長在熱帶、亞熱帶低能海岸潮間帶上部,受周期性潮水的浸淹(圖2)。由于海水環境條件特殊,紅樹林植物具有一系列特殊的生態和生理特征。如從枝干上長出多數支持根,扎入泥灘里以保持植株的穩定;從根部長出很多指狀的氣生根,露出于海灘地面,在退潮甚至潮水淹沒時用以通氣;具有胎萌現象,即果實成熟后留在母樹上,迅速長出長達20~30 cm的胚根,或者在果實成熟后發育成幼苗的雛形,然后脫離母體,落入泥灘并扎根長成新個體;一些種類在葉肉內具有泌鹽細胞,可過濾海水中的鹽分等。

圖2 紅樹林濕地
(圖片來源于: 廣西紅樹林研究中心—廣西海洋環境與濱海濕地研究中心)

根據嫩枝生長的最佳溫度,植物生理學家將紅樹樹種分為三大類,即:嗜熱性狹分布種(Thermophilic stenotopic species, TSS)、嗜熱性廣分布種(Thermophilic eurytopic species, TES)和耐冬性廣布物種(Winter‐resistant eurytopic species, WRES),它們開始生長發芽的溫度閥值分別是25℃,15~25℃和10℃。那么這三類紅樹樹種沿著海拔梯度,是如何進行組合的呢?以及紅樹樹種分布與海拔梯度之間又存在著什么樣的聯系呢?對此作者提出關于兩種組合模式的假設(圖3),并用紅樹林群落的精細尺度分布數據對其進行了驗證。

圖3 緯度梯度上關于紅樹林物種分布模式的兩種假設 (a) 沿著緯度梯度,物種組成模式以嵌套結構為主,物種轉換率相對較低;(b) 沿著緯度梯度,物種組成模式以高物種轉換率為主,嵌套結構相對少

▉  主要結果

(1) 總體上,紅樹林物種豐富度隨緯度的增加而減少。嗜熱性狹分布種(TSS)和嗜熱性廣分布種(TES)與總體具有相同的緯度梯度分布格局;相反的是,耐冬性廣布物種(WRES)隨緯度的增加,物種豐富度有所上升(圖4a)。

圖4  各組紅樹林的物種豐富度和緯度范圍 (a) 跨越緯度梯度的三個紅樹類群的物種豐富度;(b) 三個紅樹類群的緯度范圍大小

(2) 大多數嗜熱性狹分布種(TSS) 只分布于海南島,緯度范圍不超過3~4°;嗜熱性廣分布種(TES)的分布范圍率高于嗜熱性狹分布種(TSS);耐冬性廣布物種(WRES)的緯度分布范圍較二者更大,即緯度分布范圍WRES >TES >TSS(圖4b)。

 

(3) 紅樹林物種組成緯度梯度上的變化,伴隨著非隨機物種的退出,從而導致高緯度地區物種的相似性聚集(圖1a)。

 

(4) 非度量多維標度(NMDS)分析結果表明,紅樹林物種組成的變化與冬季氣溫密切相關(圖5b);同時,多因素方差(ANOVAs)分析的結果也進一步支持了冬季溫度影響紅樹林物種的分布(圖6)。

圖5  非度量多維標度(NMDS)圖 (a) 25個本地紅樹物種和70個地點的投影;(b) 變量的投影與MDS1和MDS2顯著相關(p < 0.05),向量的長度與皮爾遜相關系數的平方 (r2) 成正比,向量的顏色表示變量的屬性:冬季氣候變量用藍色表示,夏季氣候變量用紅色表示,其他變量用灰色表示。

圖6  在三個紅樹類群中冬季氣候變量的分布

(5) 紅樹林物種對冬季溫度的耐受性表現出了屬這一級別的信號(圖7),而其他大部分氣候因素主要在屬內不同物種之間變化。

圖7 用分類學等級解釋的冬季氣候變量的變異百分比

▉  小結

冬季氣溫似乎限制了當前紅樹林物種的分布,在屬這一分類水平上,對低氣溫的耐受性在進化上是保守的。這些生態和系統發育模式共同表明了:與耐寒結構相關的生理約束構建了區域尺度上紅樹林群落緯度的嵌套模式。

 


紅樹林banner

 

閱讀 506
推薦
網友評論

發表

我也說兩句
E-File帳號:用戶名: 密碼: [注冊]
評論:(內容不能超過500字,如果您不填寫用戶名和密碼只能以游客的身份發表評論。)

*評論內容將在30分鐘以后顯示!
版權聲明:
1.依據《服務條款》,本網頁發布的原創作品,版權歸發布者(即注冊用戶)所有;本網頁發布的轉載作品,由發布者按照互聯網精神進行分享,遵守相關法律法規,無商業獲利行為,無版權糾紛。
2.本網頁是第三方信息存儲空間,阿酷公司是網絡服務提供者,服務對象為注冊用戶。該項服務免費,阿酷公司不向注冊用戶收取任何費用。
  名稱:阿酷(北京)科技發展有限公司
  聯系人:李女士,QQ468780427
  網絡地址:www.arkoo.com
3.本網頁參與各方的所有行為,完全遵守《信息網絡傳播權保護條例》。如有侵權行為,請權利人通知阿酷公司,阿酷公司將根據本條例第二十二條規定刪除侵權作品。

 

更多精彩在首頁, 首頁
钱盈配资