黑龙江五大连池火山苔藓植物多样性及分类学研究

摘要

通过对采自黑龙江五大连池火山超过2500份苔藓植物标本进行鉴定，发现共有苔藓植物47科，128属，286种。发现黑龙江新记录属1个，新记录种23个，并对优势科和优势属进行了分析。参照吴征镒对种子植物分布类型的划分，初步将黑龙江五大连池火山的苔藓植物划分为八种成分，成分以北温带成分主(45.10％)，其次为东亚成分(20.28％)，中国特有成分为(3.50％)，表明五大连池火山的苔藓植物以北温带成分为主，伴有东亚成分。将黑龙江五大连池火山的苔藓植物与国内其他七个地区（赛罕乌拉，管涔山，东部天山，七老图山，贺兰山，长白山及浙江西天目山）苔藓植物区系进行比较，发现五大连池火山苔藓植物区系与七老图山、赛罕乌拉、管涔山和长白山的亲缘关系较近，而与东部天山、贺兰山关系较为疏远，与西天目山的亲缘关系最远。
　　根据五大连池十四座火山最后的喷发年代，我们将火山群划分为5个时段:280-290年前（黑龙山和火烧山），16-17万年前（笔架山，东、西龙门山，小孤山），34-43万年前（东、西焦得布山，卧虎山，南、北格拉球山），51-60万年前（尾山，莫拉布山），92万年前（药泉山）。本文对各时期的火山的优势科属进行了统计，通过对不同时期不同火山的苔藓植物优势科属对比可以看出，从新期到老期火山，苔藓植物优势科属由较为耐旱的丛藓科和真藓科过渡为喜湿科属如青藓科、灰藓科和提灯藓科占优势，苔藓植物物种数量呈逐渐降低的趋势，在一些特殊的生境中，出现大片生长的光萼苔和泥炭藓等，生长着与其他生境不同的苔藓植物。
　　综合研究地植被、基质和水分等条件，结合实际的标本采集生境观察，将研究地苔藓植物的生境划分为以下六个主要类型:石生，土生，树生，腐木生，水生和沼泽生。对六种生境中苔藓植物种数占研究地总种数的百分比进行比较发现，石生＞土生＞树生＞沼泽生＞腐木生＞水生。
　　对落叶松林、白桦林、蒙古栎林、针阔混交林、石塘林、翻花熔岩、结壳熔岩、火山砾、湿地、河谷水边湿地等多种生境38个采样点苔藓植物种群盖度、物种数量、采样点植被和岩石组成多角度调查表明，林下苔藓植物较贫乏，但可形成大面积藓类纯种群地被层，盖度最高可达84％，在翻花熔岩和结壳熔岩的岩缝内物种多样性最高，岩面生苔藓植物盖度高达43％-70％。石生苔藓植物占绝对优势，土生较少，还有少量树生种，沼泽藓类主要分布在格拉球山沼泽地，以泥炭藓和柳叶藓科植物为主。以上结论可以说明，新期火山结壳熔岩和翻花熔岩的岩面及岩缝内苔藓植物最丰富，此处被子植物贫乏，岩石基质稳定，岩缝可形成许多小生境，是苔藓植物丰富的主要原因。老期火山石塘林已有几十万或几百万年的历史，已形成较稳定的林下环境，林下岩面及岩缝小生境是苔藓植物生长理想的生境，苔藓植物最丰富。
　　在对苔藓植物的鉴定过程中，发现山羽藓属(Abietinella)植物有待进一步深入研究。本文对A.histricosa和A.abietina的主要分布区的标本的形态，地理分布和分子系统位置进行了研究，发现A.abietina和A.histricosa具有不同的地理分布区域和明显的形态差异。本文还首次报道了A.histricosa在中国北方的新分布区，并在新期火山的火烧山上发现了—个变种。利用核基因ITS和叶绿体trnL-F、rps4序列进行分子系统学分析，综合形态与分子系统学分析，我们将这一新变种定为A.histricosa的变种A.histricosavar.wudalianchianus。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 国内外研究概况

1．2 研究目的和意义

参考文献

第二章 五大连池火山苔藓植物物种组成

2．1 五大连池火山自然概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 地质地貌

2．1．3 气候

2．1．4 水文

2．1．5 土壤及植被

2．2 材料和方法

2．2．1 野外工作

2．2．2 标本整理与鉴定

2．2．3 采样点分布

2．2．4 研究方法

2．3 五大连池火山苔藓苔藓植物物种组成

2．3．1 科、属、种组成

2．3．2 优势科统计分析

2．3．3 优势属统计分析

2．3．4 仅含一种的科、属和单种科、单种属

2．4 五大连池火山新记录属种

2．5 地理成分分析

2．5．1 世界广布成分

2．5．2 泛热带成分

2．5．3 北温带成分

2．5．4 东亚-北美成分

2．5．5 旧大陆温带成分

2．5．6 温带亚洲成分

2．5．7 东亚成分

2．5．8 中国特有成分

2．6 与其他山地植物区系比较

2．7 五大连池火山苔藓物种各论

2．7．1 280-290年前(黑龙山和火烧山)

2．7．2 16-17万年前(笔架山，东、西龙门山，小孤山)

2．7．3 34-43万年前(东、西焦德布山，卧虎山，南北格拉球山)

2．7．4 51-60万年前(尾山，莫拉布山)

2．7．5 92万年前(药泉山)

2．8 十一座火山苔藓植物相似性系数排序

2．9 五大连池火山苔藓植物生境多样性研究

参考文献

第三章 山羽藓属Abietinella分子系统学研究

3．1 研究概述

3．2 材料和方法

3．2．1 材料

3．2．2 DNA扩增和测序

3．2．3 系统发育分析

3．3 结果

3．3．1 形态特征比较

3．3．2 生境和分布

3．3．3 分子系统学分析

3．3．5 分类学处理

3．4 讨论

参考文献

第四章 总结

致谢

攻读博士学位期间发表的学术论文

附录