中国濒危红树林蕨类植物Acrostichum speciosum的种群衰退机制与保护策略研究

《Trees, Forests and People》：Current status and threatening factors of the critically endangered mangrove fern Acrostichum speciosum in China

本文针对中国极危红树林蕨类植物Acrostichum speciosum种群衰退机制不清的问题，通过群落生态学调查、繁殖实验和基因分型测序（GBS）等多维度研究，揭示其低繁殖效率（孢子萌发率仅3.78%）、缓慢再生能力和人类活动干扰是导致濒危的关键因素。研究提出应以湛江种群为核心保护区，并通过辅助引种促进基因流动，为红树林生态系统保护提供科学依据。

　　

在中国南海沿岸的红树林生态系统中，一种名为Acrostichum speciosum的蕨类植物正悄然走向灭绝的边缘。这种被列为极危（CR）物种的红树林蕨，目前仅自然分布于广东湛江和海南文昌的零星区域，种群规模小且分布范围狭窄。更令人担忧的是，尽管其濒危 status 已被官方确认，但该物种却未被纳入国家"极小种群野生植物"保护名录，相关研究长期匮乏。究竟是什么因素导致这一古老物种的衰退？其种群延续面临哪些潜在威胁？为了解答这些问题，海南大学的研究团队开展了系统性研究，成果发表在《Trees, Forests and People》期刊上。

研究人员综合运用样方调查、繁殖实验和基因分型测序（GBS）等技术手段，从群落生态学、种群结构、生殖特性到遗传多样性等多个维度展开研究。在群落调查方面，采用标准样方法对湛江硇洲岛和文昌清澜港的A. speciosum栖息地进行植被普查；繁殖生物学研究包括孢子形态扫描电镜观察、萌发实验和配子体发育跟踪；遗传分析则通过高通量测序获取单核苷酸多态性（SNP）数据，计算种群遗传参数。

3.1. A. speciosum群落特征

研究发现，A. speciosum栖息的植物群落物种贫乏，湛江样地物种数（17种）显著多于文昌（各样方仅8种）。湛江群落以A. speciosum+黄槿+海漆为优势种，而文昌群落则以木榄+A. speciosum+木果楝为主。群落相似性分析显示，文昌内部样方间相似系数最高为0.6（中度相似），而与湛江样方的相似系数均低于0.25（高度相异）。

3.2. A. speciosum种群结构

种群年龄结构分析表明，湛江和文昌种群均以亚成年和成年个体为主，幼株稀缺，虽呈现稳定型结构但更新能力受限。湛江种群表现出显著优势：个体数达135株，密度（1.35株/m²）和盖度（58.16%）远高于文昌（最高仅0.13株/m²和2.73%），且呈大面积斑块分布。

3.3. A. speciosum物候特征

物候监测显示，植株生长缓慢（平均高度<80厘米），新叶全年生长但春秋季为高峰，孢子叶在文昌种群于4月开始形成，6-7月达到高峰。值得注意的是，两地种群均发现严重的病害感染，直接影响植株生长。

3.4. A. speciosum繁殖特性

孢子形态观察发现正常孢子为三缝孢子，大小51.26±6.03微米，但存在大量畸形孢子。繁殖实验揭示其生殖效率极低：孢子萌发率峰值仅3.78%，配子体发育历时240天才产生孢子体，成苗率仅6.38%。流式细胞术证实孢子体为二倍体，配子体为单倍体，属有性生殖。

3.5. A. speciosum种群遗传结构

遗传分析显示，三个地理种群间存在明显分化。虽然整体遗传多样性较高（核苷酸多样性π=0.2775-0.3308），且存在杂合子过剩现象（观察杂合度H_o>期望杂合度H_e），但分子方差分析（AMOVA）表明遗传变异主要来自个体间（114.57%），种群间基因流有限。相关性分析发现，核苷酸多样性与群落物种多样性呈极显著正相关，而与城市化水平等人为干扰因素负相关。

讨论与结论

本研究首次系统揭示A. speciosum濒危的多重机制：内在因素包括极低的繁殖效率（孢子萌发率<4%、成苗率<7%）和缓慢生长；外在威胁主要来自人类活动导致的栖息地干扰和群落结构简化。特别是文昌种群因靠近居民区而面临更大压力，种群斑块化加剧了遗传漂变风险。尽管当前种群仍维持较高遗传多样性，但受限的基因流和潜在的杂交渐渗（与Acrostichum aureum）可能加速遗传侵蚀。

研究建议采取差异化保护策略：将种群状况较好的湛江硇洲岛设为核心保护区，对文昌种群实施迁地保护并辅助引入湛江个体以增强基因流动，同时开发快速繁殖技术提升种群恢复效率。这项工作不仅为A. speciosum的科学保护提供直接依据，也为红树林生态系统中珍稀蕨类植物的保护研究建立了范式。