中国北方真藓科（Bryaceae，Musci）植物分类学研究

论文摘要

真藓科是顶蒴藓类中较大的科之一,全世界先后报道约有14属,800余种。该科除了少数种类限于热带亚热带地区外,其余大多数种分布于世界各地。从平原到高山,从低纬度到高纬度的寒冷地带,或者是干旱荒漠地带都有此类群的分布。根据《中国苔藓志》最新统计,我国真藓科有11属(含丝瓜藓属Pohlia Hedw.)、102种、4变种。早在19世纪初期一些学者就开始了对该科的研究,其中以Brotherus、Andrews、Dixon、Nyholm、Ochi、Spence等人的研究较为深入。但目前关于真藓科,仍未有一个统一的系统分类标准。本文根据研究现状及目前存在的问题,对我国北方(包括华北区、东北区和西北区)真藓科植物重点进行如下探索:1.根据文献记载、野外采集及对于河北师范大学(HBNU)植物标本馆、中国科学院植物研究所(PE)标本馆、中国科学院昆明植物所(HKAS)标本馆、华东师范大学(HSNU)、新疆大学(XJU)、河南农业大学(HNAU)、山西大学(SXU)等有关真藓科植物的标本进行整理、鉴定,同时结合现有资料对中国北方真藓科植物的有效属名和种名进行修订,结果表明中国北方真藓科植物有8属,54种、2变种。发现真藓科中国1新记录种:Bryum amblyodon C. Muell.,北方省区新记录种共计41种、1变种,其中大孢短月藓Brachymenium longicolle Thér.,砂生短月藓B. muricola Broth.,中华短月藓B. sinense Card.,瘤根真藓Bryum bornholmense Winkelm. & Ruthe.,纤茎真藓B. leptocaulon Card.,长柄真藓B. longisetum C. Muell.,小丝瓜藓狭叶变种Pohlia crudoides (Sull. et Lesq.) Broth. var. revolvens (Card.) Ochi为我国北方首次记录。2.光学显微镜(LM)下对真藓科植物进行形态解剖特征观察,对真藓科植物的配子体、孢子体的基本形态特征进行了详细的描述,绘制了部分形态特征比较图。3.利用LM和扫描电子显微镜(SEM)对北方真藓科植物8属27个种的孢蒴、蒴齿及7属21个种的孢子形态特征进行了详细观察,结果表明27种真藓科植物的蒴齿外齿层齿条多为长披针形,少数种类,如短月藓属Brachymenium和平蒴藓属Plagiobryum多为长锥形。干燥情况下,外齿层齿条的取向大致可以分为4种类型:(1)近直立。真藓属Bryum大多数种和芽孢银藓Anomobryum gemmigerum、狭边大叶藓Rhodobryum ontariense、薄囊藓Leptobryum pyriforme的蒴齿外齿层为此种类型;(2)向内弯曲,齿条不伸入内齿层。短月藓属Brachymenium的两个种为此种类型;(3)外齿条伸入内齿层内。平蒴藓属Plagiobryum植物为此种类型,此外毛状真藓Bryum apiculatum、长柄真藓B. longisetum、泛生丝瓜藓Pohlia cruda、黄丝瓜藓P. nutans也为此种类型;(4)外齿条向外反折。属于这一类型的有柔叶真藓Bryum cellulare、丝瓜藓Pohlia elongata、拟长蒴丝瓜藓P. longicollis。外齿层齿条外侧的纹饰在不同属间也有变化。真藓科21个种的孢子均具近极薄壁区,但薄壁区凹陷形状各不相同,孢子表面纹饰类型及顶端细微结构有一定的差异,这些都可以作为划分种级水平分类群的重要标准。4.通过对北方真藓科15种的无性芽孢进行LM和SEM观察,发现不同种的无性芽孢形态特征具有重要的分类学意义。但是同一个种的芽孢在不同发育时期形态特征略有差异,给真藓科植物的鉴定带来一定的困难。因此应对真藓科植物无性芽孢进行室内培养,观察每个种的无性芽孢在不同发育时期的形态特征变化,以便为以后的分类学研究提供一定的依据。5.依据分支系统学原理,选取牛毛藓科的细叶牛毛藓Ditrichum pusillum为外类群,以真藓科21个种作为内类群,选取61个不同形态特征做成数据矩阵表,利用PAUP4.0Beta软件对其进行分支系统学分析,利用MP法和NJ法构建分支系统树。根据所得数据结果,作者同意Ochi将真藓科植物划分为2亚科的观点,但并不同意将银藓属Anomobryum和大叶藓属Rhodobryum归入真藓属内,而是作为独立的属对待。6.依据分支系统分析,结合前面对北方真藓科植物54种、2变种的形态特征研究,编制分亚科、属、种检索表,并对每个种的形态特征、生境、地理分布进行详细描述,依据标本采集地点记录,将研究种类在北方的地理分布标注于地图上。7.在北方真藓科植物区系组成中,含10种以上的优势属有2属,所含种数占整个北方真藓科植物总种数的71.43%。其中真藓属为最大的属,共28种,构成北方真藓科植物的主要组成成分。北方真藓科植物占全国真藓科植物总属数的72.73%,总种数的52.83%。根据文献记载和标本的采集记录,统计北方真藓科植物在北方各省的分布情况。结果表明陕西、河北、河南和新疆四个省区真藓科植物分布最为丰富。根据各个种在北方12个省的分布的有无,列出数据矩阵表,利用统计学软件进行统计分析,并将统计结果直接标注于地图上,以便更加直接的反映各个省区真藓科植物分布的多寡。根据陈邦杰和吴鹏程划分的中国苔藓植物地理区划,真藓科植物在北方的分布可以分为华北区、华中区、东北区和蒙新区四个区域,根据这些区划,选取欧洲、北美、日本和俄罗斯作为聚类分析的研究对象进行聚类分析。研究表明真藓科植物的地理分布同样可以证明我国华北区和华中区与日本的苔藓植物关系密切,主要以温带成分为主,东北区、蒙新区与欧洲、北美和俄罗斯的苔藓植物的关系密切,区系组成以泛北极成分为主。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪论
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究现状与进展
• 1.1.1 科的系统位置
• 1.1.2 科内分类系统的研究
• 1.1.3 中国真藓科植物研究
• 1.1.4 粉孢学研究
• 1.1.5 原丝体方面的研究
• 1.1.6 分子生物学研究
• 1.1.7 植物化学成分和药用价值
• 1.1.8 染色体方面的研究
• 1.2 目前存在的问题和研究的目的与意义
• 1.3 本研究的内容
• 第二章 中国北方自然地理概况和植被分布
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 华北地区
• 2.1.2 东北地区
• 2.1.3 西北地区
• 2.2 植被分布状况
• 2.2.1 寒温带针叶林
• 2.2.2 温带针阔混交林
• 2.2.3 暖温带落叶阔叶林
• 2.2.4 亚热带常绿阔叶林
• 2.2.5 温带草原
• 2.2.6 温带荒漠
• 2.2.7 青藏高原高寒植被带
• 第三章 真藓科基本形态特征
• 3.1 生境（Habitat）
• 3.2 生活型（Life-form）
• 3.2.1 株丛密度（Tuft density）
• 3.2.2 株丛颜色（Tuft color）
• 3.3 配子体特征（Gametophyte character）
• 3.3.1 原丝体（Protonema）
• 3.3.2 假根（Rhizoid）
• 3.3.3 茎（Stem）
• 3.3.4 叶（Leaf）
• 3.4 生殖特征（Reproduction condition）
• 3.4.1 有性生殖（Sexual reproduction）
• 3.4.2 无性繁殖（Asexual reproduction）
• 3.5 孢子体特征（Character of sporophyte）
• 3.5.1 蒴柄（Seta）
• 3.5.2 蒴帽（Calyptra）
• 3.5.3 孢蒴（Capsule）
• 3.5.4 孢子（Spore）
• 第四章 中国北方真藓科植物有效属名和种名的修订
• 4.1 丝瓜藓属Pohlia 和薄囊藓属Leptobryum 的系统位置
• 4.2 有效属的确定
• 4.3 小结
• 第五章 孢蒴形态特征研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 材料
• 5.1.2 研究方法
• 5.2 研究结果
• 5.2.1 孢蒴及蒴齿特征观察结果
• 5.2.2 孢子形态特征研究结果
• 5.2.3 孢蒴蒴齿与孢子的关系
• 第六章 无性繁殖体—芽孢的形态观察
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 材料
• 6.1.2 方法
• 6.2 结果
• 6.2.1 银藓属Anomobryum
• 6.2.2 短月藓属Brachymenium
• 6.2.3 真藓属Bryum
• 6.2.4 薄囊藓属 Leptobryum
• 6.2.5 丝瓜藓属Pohlia
• 6.2.6 Rosulabryum
• 6.3 分析
• 6.3.1 着生位置
• 6.3.2 芽孢数量
• 6.3.3 芽孢形态和颜色
• 6.3.4 芽孢大小
• 6.3.5 叶原基的发生
• 6.4 讨论
• 第七章 基于形态特征的真藓科分支系统学分析
• 7.1 材料与方法
• 7.1.1 材料
• 7.1.2 方法
• 7.2 结果
• 7.2.1 简约性分析
• 7.2.2 MP 法
• 7.2.3 NJ 法
• 7.3 讨论
• 第八章 分类学修订
• 8.1 材料与方法
• 8.2 依据的分类系统
• 8.3 研究结果
• 8.3.1 研究区域内新记录种
• 8.3.2 分类学修订
• 第九章 地理分布及其与临近地区的关系
• 9.1 材料与方法
• 9.2 结果
• 9.2.1 属、种的数量统计与分析
• 9.2.2 地理分布
• 9.2.3 垂直分布
• 9.2.4 与临近地区的关系
• 9.3 总结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间取得的科研成果清单
• 攻读硕士期间参与的科学考察工作