雌雄异株物种一把伞南星雌雄株空间分布及性别二态性 生物多样性    2024, 32 (6): 24084-.   DOI: 10.17520/biods.2024084

图2 2022年八大公山国家级自然保护区一把伞南星在4个样方中的空间分布

正文中引用本图/表的段落

在2022年的花期结束后, 固定样方内共有有性植株78株(雄57株, 雌21株)。植株动态性比(雄 : 雌)随花期呈先小幅上升后下降的趋势, 种群进入花期后第10天性比最大(雄 : 雌 = 7.67), 后随雌株开放逐渐下降至最低0.33 (附录3)。4个样方(100 m × 50 m)中一把伞南星的最终性比均极显著偏离1 : 1, 平均性比(雄 : 雌)为3.01 ± 0.18, 表现出极显著的雄性性别偏倚(表1, 图2)。

雌雄异株物种种群的性比通常偏离1 : 1的平衡预期(Sinclair et al, 2012)。本研究中一把伞南星2022年不同样方最终平均性比为3.01 ± 0.18, 均表现出极显著的雄性性别偏倚(表1, 图2), 这与天南星属其他物种一致(Richardson & Clay, 2001)。由于雌性的繁殖投入较高, 需通过减缓植株生长、推迟繁殖时间或降低开花频率等策略来权衡, 因此经过多次繁殖后性比呈现出雄性偏倚(Lloyd & Webb, 1977)。但存在放牧干扰的天南星属种群, 其性比则会受到严重影响。如在梅花鹿(Cervus nippon)密集食草的面积为0.36 ha的样地中, 尽管克隆繁殖的芦生天南星和无克隆繁殖的细齿南星并不可口, 但均未观察到两物种的雌性植株, 这可能与梅花鹿偏好啃食较大植株有关(Matsumoto et al, 2020)。此外, 上述两物种在放牧干扰下的空间聚集程度基本一致, 均呈现出小尺度内聚集分布(Matsumoto et al, 2020)。然而, 造成性比变化的同时也会导致雌雄异株植物种群中存在雌雄空间分隔(spatial segregation of the sexes), 据统计约20个科的30多个雌雄异株物种存在该现象(Barrett & Hough, 2013)。而干扰条件下样地内芦生天南星与细齿南星无雌株分布, 无法探讨雌雄植株间的空间关联性。一把伞南星具有与芦生天南星类似的无性繁殖能力(胡光万, 2008), 本研究4个样方中一把伞南星的雌雄植株空间关联虽有微小差别但总体趋势一致: 均在小尺度(5 m左右)呈聚集分布而在较大尺度(15 m以上)无相关, 呈随机分布(图3)。这可能与其传粉者为蕈蚊类群相适应, 虽然关于蕈蚊传粉距离没有明确的数据, 但Matsumoto等(2021)介绍: 细齿南星雌株和花粉供体间距离通常不超过44.3 m, 由此可见蕈蚊类传粉者携粉飞行距离较短, 因此一把伞南星较小尺度上的雌雄正相关有利于完成花粉传递促进繁殖成功。

本文的其它图/表

• 图1 一把伞南星植株及花部形态示意图。(A)植株; (B)佛焰苞外部形态; (C)雌株佛焰苞纵切面观; (D)雄株佛焰苞纵切面观。1: 花序高度; 2: 假茎长; 3: 假茎基径; 4: 花序柄长; 5: 花序柄直径; 6: 佛焰苞长; 7: 佛焰苞檐宽; 8: 佛焰苞管长; 9: 管部直径; 10: 喉部直径; 11: 花序长; 12: 花序基径; 13: 花序顶径; 14: 附属器长; 15: 附属器直径; 16: 雄株佛焰苞基部小孔; 17: 通道直径。
  
• 表1 2022年八大公山国家级自然保护区一把伞南星在4个样方中的性比。P < 0.01表示性比极显著偏离1 : 1。
  
• 图3 八大公山国家级自然保护区4个样方中一把伞南星雌雄植株间的空间关联。深色线为g(r)值, 浅色线为99%置信区间。
  
• 图4 2022年(A)与2023年(B)八大公山国家级自然保护区一把伞南星种群花期动态
  
• 表2 一把伞南星雌雄特征的比较(广义线性模型) (平均值 ± 标准误)。粗体表示具显著性差异(P < 0.05)特征中的较大值。
  
• 图5 八大公山国家级自然保护区一把伞南星两种性别表型植株特征的主成分分析
  
• 图6 不同访花者对一把伞南星雌雄花序的访花频率(A)及访花者数量日动态(B) (平均值 ± 标准误)。**表示雌雄个体间传粉者访花频率在P < 0.01水平下存在极显著差异; ns表示雌雄个体间传粉者访花频率不存在显著差异(P ≥ 0.05); (B)图中不同大、小写字母分别表示雄、雌花序在一天内不同时段的访花次数在P < 0.05水平下差异显著。