《Plant Species Biology》:Germination of Dracophyllum sayeri F.Muell. (Ericaceae), a vulnerable montane cloud forest endemic
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本研究通过温度梯度实验揭示澳大利亚热带山地云雾林(TMCF)特有濒危树种Dracophyllum sayeri(杜鹃花科)萌发的温度适应策略。结果表明该物种萌发温度范围远超预期(可达当前温度+8°C),且昼夜温差(≥5°C)与自然光照显著促进萌发。预测未来气候条件下萌发高峰将从夏季转向冬春季,证明该物种通过多策略适应温暖波动环境,为TMCF物种气候韧性评估提供关键数据。
2.1 种子采集与储存
2019年6月从贝尔登克尔山(海拔1488米)采集Dracophyllum sayeri成熟果实,种子经干燥(15°C,15%相对湿度)后真空储存。实验前种子在4°C条件下保存3-11个月,萌发测试显示干燥和储存未显著影响种子活力(萌发率67%-91%),证实种子无休眠特性。
2.2 种子解剖与形态
种子呈逗号形至纺锤形(长1.09±0.14毫米,宽0.47±0.09毫米),表面具网状纹理。胚胎发育完全,胚胎-种子比率(E:S)为0.58±0.07,线性胚胎结构表明其不具备形态休眠特征。
2.3 原位气候与微环境
基于1983-2012年插值数据,研究区夏季(12月-2月)平均最高/最低气温为22/16°C,冬季(6月-8月)为15/11°C。原位微气候监测显示:林冠下层土壤表面温度振幅为2.3-5.2°C,而林窗暴露区达7.7-13.0°C。2021年10月热浪事件中暴露区气温连续21天超过35°C,最高达43°C。林缘光照强度(298 μmol m-2s-1)显著高于林下(12 μmol m-2s-1)。
2.4 萌发温度响应
温度梯度板(TGP)实验涵盖21个恒温与变温组合(5-35°C)。最佳萌发(93%)出现在26.4/13.5°C(昼/夜)条件下,萌发率>83%需满足昼温22-27°C且夜温低5-12°C。广义加性模型(GAM)分析表明昼夜温度及其交互作用显著影响萌发(p≤0.001)。幼苗存活率最高(70%)出现在26.8/20.9°C条件下,高温(30°C)时存活需≥10°C昼夜温差。
2.5 萌发光照响应
自然光暗交替条件下萌发率(89%)显著高于持续黑暗(65%)(p<0.05)。黑暗处理6周后转光照的种子萌发率(88%)与持续光照无差异,证实光照是萌发关键因子而非种子失活。
3 讨论
D. sayeri展现出超预期的温度适应性,其萌发上限比当前林下夏季地表温度高8°C。昼夜温差(≥5°C)和光照需求共同构成"萌发过滤器",促使种子在林窗等温暖波动环境中萌发。气候模型预测未来升温5°C将导致萌发高峰从夏秋季转向冬春季,可能使幼苗面临旱季胁迫。该物种通过小种子形态(0.5毫克)、光依赖萌发和土壤种子库持久性等多策略增强气候韧性,但极端高温事件和云量减少可能通过水分胁迫限制其长期存续。本研究为TMCF物种分布模型提供了关键萌发性状参数,凸显微环境数据在气候响应预测中的重要性。