香果樹(shù)保護(hù)生物學(xué)研究進(jìn)展

鄭子洪，鄭偉成，鄭蓉，唐戰(zhàn)勝，陳旭波，駱爭(zhēng)榮

（1.浙江九龍山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理中心，浙江 遂昌 323300；2.麗水學(xué)院生態(tài)學(xué)院，浙江 麗水 323000）

香果樹(shù)Emmenopterys henryi為茜草科Rubiaceae 香果樹(shù)屬Emmenopterys落葉大喬木，是第四紀(jì)冰川孑遺植物之一。香果樹(shù)是一個(gè)區(qū)域廣布種，主要分布于陜西、甘肅、安徽、江蘇、浙江、江西、福建、河南、湖北、湖南、廣西、廣東、四川、貴州和云南東北部至中部海拔430～ 1 630 m 處的山谷林中[1]。香果樹(shù)是香果樹(shù)屬中已知的唯一現(xiàn)存種[1]，目前香果樹(shù)已經(jīng)成為了香果樹(shù)屬系統(tǒng)演化上的一個(gè)盲枝[2]。由于人類(lèi)過(guò)度開(kāi)發(fā)森林和土地資源，香果樹(shù)的生境受到了極大的破壞，生境片段化加上自身內(nèi)在原因如種子萌發(fā)率低等，使得其天然更新能力差，種群數(shù)量越來(lái)越少，正瀕臨滅絕，已被列為國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物[3]，因此，急需研究其瀕危原因以便加大保護(hù)力度。本文從生物與生態(tài)學(xué)特征、遺傳多樣性和繁育技術(shù)等方面綜述了香果樹(shù)的研究現(xiàn)狀，提出了現(xiàn)有研究存在的不足，并對(duì)今后的研究方向進(jìn)行展望，以便后期進(jìn)一步深入研究和保護(hù)香果樹(shù)。

1 生物學(xué)特性研究

1.1 生長(zhǎng)發(fā)育節(jié)律和物候研究

郭連金等對(duì)武夷山香果樹(shù)種群的開(kāi)花物候及其影響因素的研究發(fā)現(xiàn)，23 年生香果樹(shù)個(gè)體開(kāi)始進(jìn)入生殖期，其單花花期為5～ 9 d，單株花期為15～ 16 d，始花期隨著樹(shù)齡的增加逐漸提前，隨海拔升高逐漸推遲，居群花期持續(xù)時(shí)間在36～ 61 d[4-6]。香果樹(shù)個(gè)體平均產(chǎn)86 個(gè)花枝、7 388 朵花、95 個(gè)果實(shí)，每個(gè)花序有花18～ 30 朵，始花期越早花果的數(shù)量越多[4-5,7]。樹(shù)齡和海拔是單花花期的主要影響因素[4]。單花花期隨樹(shù)齡的增加，呈冪函數(shù)的上升趨勢(shì)；海拔越高，單花花期越長(zhǎng)。香果樹(shù)花和果的敗育率較高，分別達(dá)81.45%和58.12%，植株所在生境和花果所在的樹(shù)冠位置對(duì)花和果的敗育率有顯著影響[7]。另外，光照、氣溫、濕度、坡向、喬木層蓋度等都對(duì)香果樹(shù)花果數(shù)量有一定的影響[4-5,7]。

1.2 營(yíng)養(yǎng)器官解剖結(jié)構(gòu)研究

葉片解剖結(jié)構(gòu)與香果樹(shù)的生活環(huán)境相適應(yīng)[8]。正常光照下，香果樹(shù)葉為典型異面葉，擁有中生型葉片的構(gòu)造，氣孔類(lèi)型為平列型，僅分布于下表皮，柵欄組織發(fā)達(dá)，葉肉細(xì)胞葉綠體與細(xì)胞壁平行分布，呈梭形，類(lèi)囊體排列均勻，淀粉粒和嗜鋨顆粒較少[8–10]。遮光條件下香果樹(shù)葉片的厚度、氣孔密度、氣孔器的長(zhǎng)度、寬度及面積顯著減小，葉片上表皮增厚，下表皮變薄，柵欄組織變薄，海綿組織不發(fā)達(dá)，維管束內(nèi)單列導(dǎo)管數(shù)目和導(dǎo)管直徑均明顯增大[11]；同時(shí)，葉肉細(xì)胞內(nèi)的葉綠體數(shù)量有所增加，在整個(gè)細(xì)胞中占比顯著增大，淀粉粒含量增多，類(lèi)囊體排列緊密，堆疊程度增高[9]。這些結(jié)構(gòu)變化說(shuō)明香果樹(shù)有一定的耐陰能力。

從莖和根的結(jié)構(gòu)看，香果樹(shù)莖的初生和次生結(jié)構(gòu)中的皮層、髓以及根的韌皮部中許多薄壁細(xì)胞具有明顯的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；在莖的初生構(gòu)造中，皮層和髓中的生活薄壁細(xì)胞豐富；次生木質(zhì)部為散孔材，導(dǎo)管為單穿孔，導(dǎo)管端壁略?xún)A斜，木薄壁細(xì)胞稀少；在老根中，中央無(wú)髓[10]。

1.3 繁殖器官特征及傳粉生物學(xué)研究

目前，對(duì)香果樹(shù)繁殖生物學(xué)的研究較少，僅程喜梅[6]對(duì)河南新縣聯(lián)康山自然保護(hù)區(qū)的香果樹(shù)生殖器官進(jìn)行了比較全面的研究。該研究發(fā)現(xiàn)，香果樹(shù)兩性花雌、雄異位，花粉量較大，質(zhì)量好，花粉異型，可育花粉為圓球形，不育花粉常具不規(guī)則圓餅狀；雌蕊功能期比雄蕊晚，雌、雄蕊成熟重疊時(shí)間少，柱頭活性受環(huán)境溫度、光照和濕度的影響；香果樹(shù)的繁育系統(tǒng)為兼性異交型；研究期間監(jiān)測(cè)到來(lái)自13 科的17 種昆蟲(chóng)訪花，香果樹(shù)主要傳粉昆蟲(chóng)有中華蜜蜂Apis c erana、熊蜂Bombus i gnites、黑弄蝶Daimio te thys和金毛長(zhǎng)腹土蜂Campsomeris prismatica。由于香果樹(shù)種群開(kāi)花不同步、花期中雨季較長(zhǎng)、比較缺少傳粉者和雌蕊柱頭易受干擾等原因，香果樹(shù)的結(jié)實(shí)率非常低。

2 遺傳多樣性和親緣地理研究

對(duì)香果樹(shù)遺傳多樣性的研究有助于擴(kuò)大對(duì)物種生存的認(rèn)識(shí)，也有助于制定有效的長(zhǎng)期保護(hù)策略。有學(xué)者利用隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性（RAPD）分別對(duì)浙江省天臺(tái)山和湖北神農(nóng)架香果樹(shù)自然居群的遺傳多樣性進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩地的香果樹(shù)種群內(nèi)遺傳多樣性均較低[12,13]。在更廣闊的尺度上，研究人員分別采用RAPD 技術(shù)和簡(jiǎn)單序列間重復(fù)（ISSR）標(biāo)記技術(shù)分析來(lái)自浙江、福建、江西和湖北的9 個(gè)香果樹(shù)居群的遺傳多樣性和遺傳分化，結(jié)果都表明香果樹(shù)在種水平具有較高的遺傳多樣性，而在居群水平的遺傳多樣性較低，居群間遺傳變異程度高，居群間的基因交流頻率很低[14-15]。這表明香果樹(shù)種群的分化和隔離可能是特定進(jìn)化歷史和人類(lèi)活動(dòng)的結(jié)果。學(xué)者據(jù)此推斷居群間基因流低于一般水平可能是香果樹(shù)的瀕危原因之一[12]。然而，Niu 等利用簡(jiǎn)單序列重復(fù)（SSR）標(biāo)記對(duì)來(lái)自江西、福建、湖南和山西的6 個(gè)香果樹(shù)居群的遺傳多樣性分析發(fā)現(xiàn)香果樹(shù)自然種群具有高度的遺傳多樣性，遺傳變異存在于群體內(nèi)部，群體間存在頻繁的基因交換，認(rèn)為不同研究結(jié)果的差異可能與取樣數(shù)量有關(guān)，但這些矛盾的結(jié)果本身也說(shuō)明香果樹(shù)的遺傳多樣性有待于進(jìn)一步深入研究[16]。近年來(lái)，新的分子標(biāo)記不斷被開(kāi)發(fā)，如微衛(wèi)星標(biāo)記、相關(guān)序列擴(kuò)增多態(tài)性（SRAP）標(biāo)記在香果樹(shù)種群中都有較好的多態(tài)性[17-18]。這些高度多態(tài)性標(biāo)記將促進(jìn)香果樹(shù)的進(jìn)化和群體遺傳學(xué)研究。另外，香果樹(shù)的葉綠體基因組序列的測(cè)定更是為遺傳多樣性研究提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[19]。

在全國(guó)范圍內(nèi)取樣，并利用多個(gè)分子標(biāo)記同時(shí)開(kāi)展遺傳多樣性研究可能是較好的方法。張永華的研究利用3 個(gè)葉綠體DNA 片段、核糖體DNA 的內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)序列以及擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性（AFLPs）分子標(biāo)記聯(lián)合分析香果樹(shù)分布區(qū)內(nèi)38 個(gè)群體的遺傳多樣性、遺傳結(jié)構(gòu)以及譜系地理結(jié)構(gòu)。該研究進(jìn)一步確認(rèn)了張文標(biāo)等的研究結(jié)果，并認(rèn)為香果樹(shù)大致以長(zhǎng)江流域?yàn)榻绶譃閮纱笞V系，即南部譜系和北部譜系。該研究分析了塑造香果樹(shù)的空間遺傳結(jié)構(gòu)的因素，認(rèn)為地理因素為主導(dǎo)因素，環(huán)境氣候因子為重要因素，與溫度相關(guān)的生物氣候因子為近期遺傳分化的重要因素[2,20]。

3 生態(tài)學(xué)特性研究

3.1 種群結(jié)構(gòu)與更新動(dòng)態(tài)研究

香果樹(shù)種群結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)是目前國(guó)內(nèi)在香果樹(shù)瀕危機(jī)制研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。學(xué)者們通過(guò)分析各分布地的香果樹(shù)種群徑級(jí)結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)和靜態(tài)生命表等研究香果樹(shù)種群的動(dòng)態(tài)。大多數(shù)香果樹(shù)種群結(jié)構(gòu)屬于衰退型，徑級(jí)或年齡結(jié)構(gòu)呈紡錘形甚至倒金字塔形，年齡結(jié)構(gòu)不完整，呈現(xiàn)出中、大樹(shù)占比較高，幼苗缺乏的特點(diǎn)[3,8,21–25]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈的環(huán)境篩選，大部分香果樹(shù)幼苗生長(zhǎng)高度未達(dá)到120 cm 即死亡[26]。因此，從種群長(zhǎng)期發(fā)展來(lái)看，多地的香果樹(shù)種群的實(shí)生幼苗在林下難以更新，僅在受到中度干擾的不穩(wěn)定生境中，香果樹(shù)種群表現(xiàn)出零星更新的模式[27]。緯度位置、巖石裸露度、郁閉度(或喬灌木蓋度)、大氣溫濕度、群落內(nèi)優(yōu)勢(shì)種群的生長(zhǎng)狀況和人為破壞程度等都是影響香果樹(shù)幼苗存活和種群發(fā)展趨勢(shì)的因素[25-26]。

香果樹(shù)在自然條件下有萌蘗和種子繁殖兩種方式[28]。研究發(fā)現(xiàn)，根萌苗群體的存活曲線明顯不同于實(shí)生苗群體的存活曲線。因此，在研究種群結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)時(shí)應(yīng)考慮根萌影響[28]。Ma 等通過(guò)野外對(duì)比調(diào)查發(fā)現(xiàn)，無(wú)根萌現(xiàn)象的香果樹(shù)種群數(shù)量呈下降趨勢(shì)，而依靠根萌和種子繁殖更新的香果樹(shù)種群數(shù)量呈上升趨勢(shì)[29]。張明月等調(diào)查發(fā)現(xiàn)，湖南八面山的香果樹(shù)種群年齡結(jié)構(gòu)呈金字塔形，為增長(zhǎng)型種群[25]，這可能與該地香果樹(shù)種群的根萌率較高有關(guān)。根萌更新延緩了斑塊種群的滅絕時(shí)間[30]。

3.2 種子擴(kuò)散與萌發(fā)研究

香果樹(shù)的種子小，可以依靠風(fēng)力擴(kuò)散到有林窗形成或滑坡等的不穩(wěn)定生境快速定居和建植[27]。郭連金等對(duì)香果樹(shù)種子雨和土壤種子庫(kù)的觀測(cè)研究表明，香果樹(shù)種群種子雨可持續(xù)近2 個(gè)月，尤其是11 月底至12 月中旬為種子雨高峰期；不同齡級(jí)香果樹(shù)種子雨持續(xù)時(shí)間及其高峰期有所不同，種子雨強(qiáng)度存在極顯著差異，但其所產(chǎn)的飽滿(mǎn)種子的萌發(fā)率及幼苗存活率差異不顯著；20～ 50 年生齡級(jí)香果樹(shù)的種子飽滿(mǎn)率、母樹(shù)下土壤中的種子密度均顯著低于其他齡級(jí)的；種子總密度、蟲(chóng)蛀種子密度、千粒質(zhì)量以及飽滿(mǎn)種子密度與母樹(shù)所在海拔有關(guān)[31-32]。凋落的香果樹(shù)種子70%以上集中于枯落物和苔蘚層[32-33]。香果樹(shù)土壤種子庫(kù)為瞬時(shí)種子庫(kù)，進(jìn)入種子庫(kù)的大約80%的香果樹(shù)種子在其萌發(fā)前消失，剩余種子中大部分種子也發(fā)生霉?fàn)€，飽滿(mǎn)種子密度很低，僅1.94 粒·m-2；野外育苗實(shí)驗(yàn)表明香果樹(shù)種子的萌發(fā)率僅為16.93%，土壤層的種子發(fā)芽率顯著高于苔蘚和凋落物層，成苗后僅有3.86%的幼苗壽命超過(guò)5 個(gè)月[31,33]。在野外對(duì)自然萌發(fā)的實(shí)生苗的監(jiān)測(cè)也發(fā)現(xiàn)，5 月份萌發(fā)的實(shí)生苗僅有6.18%能存活到當(dāng)年11 月；不同微生境對(duì)香果樹(shù)幼苗存活率產(chǎn)生顯著影響，林窗是其最適宜微生境，枯落物及苔蘚層的幼苗死亡率顯著高于土壤表面的[31-33]。由此可見(jiàn)，種子發(fā)芽階段是香果樹(shù)自然更新的最重要限制階段，土壤種子庫(kù)的損耗是其種群自然更新困難的主要原因[32-33]。

香果樹(shù)野外實(shí)生苗的長(zhǎng)成率低受多種因素影響。有研究發(fā)現(xiàn)香果樹(shù)種子的外種皮對(duì)其自身萌發(fā)具有較大的阻礙[34]，且香果樹(shù)落葉和果皮的浸提液對(duì)其種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)具有明顯的化感抑制作用[35]。由于種子萌發(fā)的光敏特性和幼苗生長(zhǎng)對(duì)光照的特殊要求（光照過(guò)強(qiáng)和過(guò)弱都不利于幼苗生長(zhǎng)），林下苔蘚和凋落物層對(duì)香果樹(shù)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)具有很大的阻礙作用[32]。

3.3 根萌特性研究

當(dāng)香果樹(shù)的根受到機(jī)械損傷或根系裸露時(shí)，根部就會(huì)出現(xiàn)萌蘗[36]。研究顯示，受損根系的根徑越大，根萌數(shù)量越多；樹(shù)齡越大，根萌能力越強(qiáng)；根系暴露度越高，根萌數(shù)量越多[36]。因此，不同地點(diǎn)的香果樹(shù)種群的根萌率常存在顯著差異[30]。但從根本上說(shuō)，香果樹(shù)根萌能力的差異與根中的激素濃度有關(guān)。細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的高比率意味著香果樹(shù)樹(shù)樁具有更強(qiáng)的根萌能力[36]。在自然條件下，香果樹(shù)根萌多發(fā)生于距母樹(shù)樹(shù)干2 m 以?xún)?nèi)及直徑2 cm、長(zhǎng)度30 cm 的露根上[37]。

郭連金等的研究顯示，在樹(shù)冠下、冠緣、林窗以及林緣空地4 種微生境中，根萌苗的苗高、基徑、葉片數(shù)量等指標(biāo)均優(yōu)于實(shí)生苗的，且隨著年齡的增加，兩者差距增大，根萌苗比實(shí)生苗更適宜生存于陰暗環(huán)境[28]。他們?cè)谖湟纳降难芯堪l(fā)現(xiàn)根萌的苗高、基徑和冠幅均隨著其與母樹(shù)樹(shù)干間距離的增加而降低；在直徑為6.5 cm 的露根上的根萌苗高和基徑最大；樹(shù)冠內(nèi)的根萌苗的存活率顯著高于樹(shù)冠外的[37]。適度的人為干擾，改善林內(nèi)光照條件，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量和礫石覆蓋率有利于香果樹(shù)根萌苗的生長(zhǎng)[37]。

3.4 種群空間分布格局研究

香果樹(shù)種群空間分布格局是另一個(gè)研究熱點(diǎn)。在各地開(kāi)展的香果樹(shù)空間分布格局分析普遍都顯示香果樹(shù)種群的空間分布呈現(xiàn)聚集特征，尤其在幼苗、幼樹(shù)階段聚集強(qiáng)度較高；隨著齡級(jí)上升，香果樹(shù)的分布格局逐漸從聚集分布過(guò)渡到隨機(jī)分布[21,24,26,38-39]。香果樹(shù)的空間分布格局和研究的尺度大小有很大關(guān)系。在香果樹(shù)和毛竹Phyllostachys edulis混交林中，香果樹(shù)幼苗在小尺度上聚集，而在較大尺度上呈隨機(jī)甚至均勻分布；而成年樹(shù)則在小尺度上隨機(jī)分布而在較大尺度上呈現(xiàn)聚集分布[40]。另外，香果樹(shù)的空間格局與其所在群落的類(lèi)型有關(guān)。有研究顯示純林中的香果樹(shù)的聚集度強(qiáng)于闊葉雜木林和混交林中的[39]。

香果樹(shù)種群的空間格局研究結(jié)果反映了兩個(gè)重要生態(tài)學(xué)過(guò)程。首先，香果樹(shù)的種子雖然帶翅，但繁殖體擴(kuò)散可能存在較嚴(yán)重的擴(kuò)散限制，從而導(dǎo)致香果樹(shù)種群（尤其是幼苗階段）普遍存在聚集分布格局。充分印證了來(lái)自于遺傳多樣性和親緣地理學(xué)分析關(guān)于香果樹(shù)不同群體間遺傳分化較大，居群水平的遺傳多樣性較低，基因流較小，擴(kuò)散阻力較大的結(jié)論[2,12,14]。其次，香果樹(shù)種群內(nèi)個(gè)體間有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)或其他抑制作用。對(duì)浙江大盤(pán)山的香果樹(shù)群落的競(jìng)爭(zhēng)分析結(jié)果表明，香果樹(shù)的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)于種間競(jìng)爭(zhēng)，且隨著徑級(jí)的增大種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)逐漸增大[41]。強(qiáng)烈的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)可能是香果樹(shù)分布格局逐漸變得均勻的重要原因。今后的研究需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)這兩種內(nèi)在機(jī)制的驗(yàn)證，以加深我們對(duì)香果樹(shù)空間分布格局的理解和認(rèn)識(shí)。

3.5 群落生態(tài)學(xué)特征研究

香果樹(shù)在我國(guó)的分布相對(duì)較廣，在次生林和原生林中都有香果樹(shù)分布[30,42]。在其自然分布區(qū)，香果樹(shù)可以形成純林，也可以與其他樹(shù)種共生組成混交林[3]。在群落生態(tài)學(xué)方面，調(diào)查發(fā)現(xiàn)香果樹(shù)所在植物群落的物種多樣性有低[8,22]，也有高[23,30,43]，即使在同一地區(qū)，香果樹(shù)群落的優(yōu)勢(shì)種、物種多樣性和群落所處的演替階段也會(huì)表現(xiàn)出較大的差異[25]。這些研究為我們了解香果樹(shù)的群落環(huán)境提供了重要信息。

3.6 生理生態(tài)學(xué)特性研究

3.6.1 種子的發(fā)芽生理 研究表明，以400 mg?L-1赤霉素浸種可以提高香果樹(shù)種子的呼吸速率，加快種子內(nèi)部貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解[44]。在香果樹(shù)種子萌發(fā)過(guò)程中，可溶性糖含量變化的趨勢(shì)是先升后降，淀粉酶、過(guò)氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）的表達(dá)也存在時(shí)間差異性[45–46]。劉國(guó)勇等發(fā)現(xiàn)，在香果樹(shù)種子萌發(fā)過(guò)程中淀粉酶同工酶的主酶帶顏色一直較深，在萌發(fā)中后期出現(xiàn)新的酶帶；在萌發(fā)初期有新的超氧化物歧化酶同工酶合成；而進(jìn)入萌發(fā)中期新合成的超氧化物歧化酶減弱或消失[45]。張帆等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，α-淀粉酶、β-淀粉酶的活性在種子萌發(fā)前一直呈上升的趨勢(shì)，但在發(fā)芽發(fā)生后，α-淀粉酶的活性迅速大幅度上升，β-淀粉酶的活性反而緩慢下降[46]。

3.6.2 光合生理 多項(xiàng)研究結(jié)果都顯示香果樹(shù)的凈光合速率日進(jìn)程呈“雙峰”形，在全光照條件下光合“午休”現(xiàn)象十分明顯[9,11,47]。午間葉肉細(xì)胞自身活性下降是光合效率降低的主要原因[11,47]。各個(gè)生態(tài)因子對(duì)凈光合速率都有重要的影響，光抑制發(fā)生的原因是強(qiáng)光和高溫[47]。在高光強(qiáng)下，香果樹(shù)幼苗的葉綠素含量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和瞬時(shí)羧化效率都降低，電子傳遞速率、光化學(xué)猝滅系數(shù)和非光化學(xué)猝滅系數(shù)均處于最低水平，而測(cè)定初始熒光和最大熒光卻處于最高水平[48-49]。這說(shuō)明高光強(qiáng)對(duì)香果樹(shù)幼苗生長(zhǎng)極其不利。去除強(qiáng)光后，香果樹(shù)幼苗的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、氣孔限制值、胞間CO2濃度和蒸汽壓虧缺或多或少都會(huì)恢復(fù)[11,49]。外源脫落酸預(yù)處理可以通過(guò)減輕葉綠素降解、改善瞬時(shí)羧化效率、促進(jìn)光合系統(tǒng)II 反應(yīng)中心修復(fù)、為光化學(xué)反應(yīng)分配更多能量、維持電子傳遞活性，來(lái)減輕強(qiáng)光對(duì)香果樹(shù)光合作用的不利影響，并促進(jìn)其恢復(fù)[49]。輕度遮光（60%透光率）有利于香果樹(shù)幼苗提高光合效率[9,11]。由于受到母樹(shù)的遮蔭，在母樹(shù)樹(shù)冠下或樹(shù)冠邊緣的香果樹(shù)幼苗光合速率日變化呈單峰形[50]。雖然在低光強(qiáng)下葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素含量增加，從而提高光的捕獲能力，但有效輻射強(qiáng)度保持在自然光強(qiáng)的60%左右有利于香果樹(shù)幼苗的生長(zhǎng)和發(fā)育[9,11,48]。野外研究發(fā)現(xiàn)在林窗和母樹(shù)冠緣生境中香果樹(shù)實(shí)生苗的生理表現(xiàn)最好，其葉片蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、水分利用效率和凈光合速率均較高[50]。

3.6.3 逆境生理 在浙江大盤(pán)山自然保護(hù)區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)，香果樹(shù)的葉綠素含量隨著海拔的上升而減小，而超氧化物歧化酶活性隨著海拔的上升而增大，這主要是由于相對(duì)較強(qiáng)的光照以及干旱脅迫增強(qiáng)所致[51]。丙二醛（MDA）含量和質(zhì)膜透性在海拔810～ 900 m 處達(dá)到最低水平，而脯氨酸、抗壞血酸含量、過(guò)氧化物酶活性和抗壞血酸過(guò)氧化物酶活性則在該海拔達(dá)到最高[51]。這說(shuō)明中海拔（810～ 900 m）最適合香果樹(shù)的生長(zhǎng)。另外，研究發(fā)現(xiàn)在遮蔭條件下丙二醛含量變化較為緩和，過(guò)氧化物酶和超氧化物歧化酶活性呈現(xiàn)先升后降的變化，但遮蔭條件下的丙二醛含量始終小于全光照條件下的，可溶性糖含量也呈現(xiàn)類(lèi)似的變化趨勢(shì)[9]。

4 繁育技術(shù)研究

4.1 實(shí)生苗繁育

生物保護(hù)工作者很早就開(kāi)展了對(duì)香果樹(shù)的播種育苗研究，已經(jīng)建立了比較完善的播種育苗技術(shù)體系[52]。研究表明香果樹(shù)種子存在胚的后熟作用，4～ 5℃低溫濕沙貯藏有助于提高種子的萌發(fā)力[53-54]。在浙江磐安，秋播的香果樹(shù)種子發(fā)芽率和幼苗生長(zhǎng)勢(shì)均比春播的好[55]。還有研究表明在525 nm 波長(zhǎng)燈光照射下的香果樹(shù)種子萌發(fā)率顯著高于其他處理組及自然光對(duì)照組的香果樹(shù)種子萌發(fā)率[56]。在2 200 lx 左右光強(qiáng)下，剛萌發(fā)的香果樹(shù)幼苗生長(zhǎng)迅速，其根徑和株高一直維持在最高水平[55]。

4.2 扦插育苗

扦插育苗具有諸多優(yōu)點(diǎn)。從解剖學(xué)上看，香果樹(shù)的營(yíng)養(yǎng)器官富含薄壁細(xì)胞有利于扦插育苗[10]。對(duì)于香果樹(shù)扦插育苗技術(shù)，國(guó)內(nèi)已有相關(guān)論文做了詳細(xì)的總結(jié)[57]，本文不作贅述。國(guó)外有關(guān)香果樹(shù)扦插繁殖的報(bào)道顯示，在7 月底至8 月初采集半木質(zhì)化的枝條作為插穗，用3 × 10-3g?g-1或5 × 10-3g?g-1K-IBA（3-吲哚丁酸鉀鹽）水溶液浸泡10 s 后進(jìn)行扦插獲得了較好的生根效果（21%～ 71%的生根率）[58]。其技術(shù)關(guān)鍵是要讓插條在生根容器中不受干擾，并將其放置在溫室中加熱至1℃，溫室濕度保持在85%左右，直到第二年春天。從國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐結(jié)果來(lái)看，香果樹(shù)扦插繁殖的苗木成活率仍有待提高[58-59]。

4.3 組織培養(yǎng)

組織培養(yǎng)是研究較多的香果樹(shù)繁育技術(shù)手段。已有的研究表明，帶芽莖段、葉片、葉柄、根和種胚都可以誘導(dǎo)出愈傷組織，建立高頻再生體系[60-62]。姬飛騰等報(bào)道了葉片誘導(dǎo)出愈傷組織后形成體細(xì)胞胚胎再形成正常植株的技術(shù)[63]。而宿靜等認(rèn)為葉片誘導(dǎo)出的不定芽是不經(jīng)過(guò)愈傷組織階段直接形成的，可能是由芽原基直接分化而來(lái)的[64]。對(duì)種胚的組織培養(yǎng)研究表明，低濃度的吲哚丁酸有助于成熟胚的萌發(fā)，而激素對(duì)香果樹(shù)不定芽的誘導(dǎo)作用顯著[61]。另外，無(wú)根試管苗技術(shù)試驗(yàn)表明，用20 mg?L-1ABT 生根粉處理香果樹(shù)無(wú)根苗10 min，無(wú)根苗在試管外的扦插成活率可達(dá)84%[65]。

5 香果樹(shù)保護(hù)生物學(xué)研究存在的主要問(wèn)題和展望

5.1 涵蓋的生活史階段不全面

就生活史階段來(lái)說(shuō)，先前的研究主要集中在對(duì)香果樹(shù)種子和幼苗階段，對(duì)香果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育節(jié)律和物候的研究數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。雖然已經(jīng)有研究開(kāi)展了對(duì)香果樹(shù)生殖器官特征以及傳粉生物學(xué)的研究[4-7]，但有關(guān)香果樹(shù)花芽分化、雌雄配子體發(fā)育和胚胎發(fā)育過(guò)程的研究幾乎空白。我們需要從生理學(xué)、細(xì)胞學(xué)和解剖學(xué)的角度深入研究野外的香果樹(shù)大樹(shù)開(kāi)花比例低、花和果敗育和結(jié)實(shí)率低的原因[8]。另外，今后的研究也應(yīng)該通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)更多地關(guān)注小樹(shù)至大樹(shù)階段香果樹(shù)生長(zhǎng)率、死亡率等參數(shù)與環(huán)境的關(guān)系。

5.2 種間互作研究匱乏

目前，有關(guān)香果樹(shù)的研究主要針對(duì)香果樹(shù)個(gè)體或種群，針對(duì)香果樹(shù)群落的研究仍較少。關(guān)于香果樹(shù)與其他植物的競(jìng)爭(zhēng)、與動(dòng)物（尤其是昆蟲(chóng)）和微生物的互作如何影響香果樹(shù)在群落中的生存和繁衍的研究仍十分匱乏。例如，已有研究顯示香果樹(shù)種子進(jìn)入土壤種子庫(kù)后會(huì)遭受巨大損失[32]。動(dòng)物和微生物在此過(guò)程中起著什么樣的作用？在香果樹(shù)種子和幼苗階段，是否存在嚴(yán)重的密度制約作用[66]？再比如，調(diào)查顯示香果樹(shù)所在的群落的優(yōu)勢(shì)種、物種多樣性和群落所處的演替階段會(huì)有很大差異，但是我們對(duì)于群落中的優(yōu)勢(shì)種如何與香果樹(shù)互作、群落物種多樣性對(duì)香果樹(shù)的生長(zhǎng)和繁殖到底有什么影響等關(guān)鍵問(wèn)題仍然知之甚少。

5.3 缺少長(zhǎng)期系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)研究

現(xiàn)有的研究普遍存在取樣面積較小（尤其是群落和種群研究，大多數(shù)樣地的面積只有20 m×20 m）、觀測(cè)研究時(shí)間短的問(wèn)題，缺少完整而系統(tǒng)的研究。因?yàn)槿鄙匍L(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)研究，很多結(jié)論來(lái)自于空間替代時(shí)間的研究方法，如利用靜態(tài)生命表來(lái)計(jì)算香果樹(shù)各生活史階段的補(bǔ)員率（即新到達(dá)該階段的個(gè)體數(shù)量與該階段原總個(gè)體數(shù)量之比）和死亡率[8,21-24,28]，通過(guò)分析不同徑級(jí)的香果樹(shù)的格局差異推斷造成香果樹(shù)空間格局變化的原因[26,38-39]。另外，現(xiàn)有的研究普遍缺少綜合性研究手段，沒(méi)有將土壤學(xué)、分子遺傳學(xué)、生理學(xué)、植物化學(xué)、群落學(xué)、微生物學(xué)等技術(shù)方法整合起來(lái)研究香果樹(shù)的瀕危機(jī)制。

自20 世紀(jì)80 年代以來(lái)，在世界各地建成的大型固定樣地已經(jīng)成為目前國(guó)內(nèi)外森林生物多樣性科學(xué)綜合研究的平臺(tái)[67]。森林大樣地能將森林植物的空間分布信息和時(shí)間動(dòng)態(tài)信息很好地整合起來(lái)，結(jié)合其他的生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)的研究手段，能夠回答很多以往研究無(wú)法回答的科學(xué)問(wèn)題，如物種空間分布格局及其形成機(jī)制、森林生物多樣性的動(dòng)態(tài)變化等[68]。如將該技術(shù)體系綜合應(yīng)用于香果樹(shù)的監(jiān)測(cè)和瀕危機(jī)制的研究必將極大地促進(jìn)我們對(duì)該珍稀瀕危物種的了解和保護(hù)。

5.4 展望

綜上所述，前人已經(jīng)從多個(gè)方面對(duì)香果樹(shù)作了廣泛的研究，推斷其可能的瀕危機(jī)制，提出了很多行之有效的遷地和就地保護(hù)措施[2-3,6,8,61]。這些措施極大地保護(hù)了香果樹(shù)種群的生存和繁衍。在今后的研究中，我們需要利用綜合技術(shù)手段，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)各地（尤其是不在自然保護(hù)地范圍內(nèi)的）的香果樹(shù)種群動(dòng)態(tài)，進(jìn)一步通過(guò)多學(xué)科交叉深入研究香果樹(shù)的瀕危機(jī)制，以便更好地保護(hù)香果樹(shù)。