狭叶锦鸡儿（Caragana Stenophylla）生物学特性及其生态适应性研究

【摘要】：狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)是蒙古高原锦鸡儿属植物分布面积最大、数量最多的物种之一,广布于典型草原、荒漠化草原、草原化荒漠区,在西部荒漠草原带的覆沙梁地,狭叶锦鸡儿占据绝对优势并形成灌丛。其生态适应性强,具有很强的防风固沙能力,还可以保持水土,美化环境,是干旱半干旱地区重要的固沙灌木和造林树种之一；另外,狭叶锦鸡儿植物的茎杆营养丰富,可为牲畜提供优质饲草,所以其不仅具有较高的生态价值,而且具有重要的经济效益。本文选取鄂尔多斯荒漠草原和四子王旗荒漠草原狭叶锦鸡儿的优势分布区,对狭叶锦鸡儿生物学特性、种群特征及群落特征进行研究,并且从狭叶锦鸡儿生理生态学特征与小叶锦鸡儿进行比较研究,探讨影响狭叶锦鸡儿抗旱能力的外部形态和内在调节因素,以进一步认识狭叶锦鸡儿广泛分布的适应性机制。 本研究得到以下主要结论： 1.在自然条件下,狭叶锦鸡儿5月初萌发,5月下旬现蕾,5月末到6月上旬开花,花期较长,且株体间差异较大,于7月上旬开始结实,陆续成熟。在生长季中,5月比叶面积最大,而灌丛高度和灌幅在7月达到最大值。狭叶锦鸡儿繁殖方式除有性繁殖外,无性繁殖萌蘖力很强,具有发达的根茎可萌发大量的枝条,其茎被沙埋后也可产生不定根和不定芽萌发新枝条。 2.狭叶锦鸡儿生长季中叶片含水量在7月显著或极显著低于其它月份,而自然饱和亏缺在7月显著或极显著大于其它月份。与小叶锦鸡儿相比,在土壤水分条件较差的月份狭叶锦鸡儿叶片含水量和自然饱和亏缺大于小叶锦鸡儿,在土壤水分条件较好的月份则小于小叶锦鸡儿。叶片失水速率在4h之后狭叶锦鸡儿的失水速率小于小叶锦鸡儿,且达到恒重的时间比小叶锦鸡儿长。 3.随着季节的变化,环境水分状况的改变,狭叶锦鸡儿的渗透调节物质呈现明显的适应调节。在环境水分状况较差的7月和8月,狭叶锦鸡儿渗透调节物质明显积累,以游离脯氨酸、有机酸和细胞质离子浓度作为主要渗透调节物质。此外,在不同时期因干旱胁迫程度不同参与渗透调节的物种种类也有所不同。与小叶锦鸡儿相比,在较为干旱的时期狭叶锦鸡儿叶片中游离脯氨酸等渗透调节物质的积累都比小叶锦鸡儿多。 4.狭叶锦鸡儿的CAT、SOD和MDA比较敏感,在干旱月份有所升高,且三种保护酶活性均比小叶锦鸡儿高,而MDA含量却比小叶锦鸡儿低。应用隶属度函数的方法对狭叶锦鸡儿和小叶锦鸡儿的渗透调节物质和保护酶等生理生化指标进行综合分析得出,狭叶锦鸡儿生理生化指标的隶属度平均值大于小叶锦鸡儿。 5.在自然晴天条件下,狭叶锦鸡儿生长季不同月份净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等日变化表现出不同的日变化曲线类型,有单峰型,有双峰型,还有的比较平缓,存在光合“午休”现象。狭叶锦鸡儿净光合速率和蒸腾速率季节动态变化规律基本一致,在6月达到最大,9月最小,存在极显著差异。对整个生长季影响因素进行综合分析,认为影响狭叶锦鸡儿Pn的主要因子为Tr、Ca和PAR；而影响Tr的主要因子是Gs。与小叶锦鸡儿相比,在高温而水分条件较差月份狭叶锦鸡儿的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度日均值均比小叶锦鸡儿大,光饱和点、光补偿点、最适温度和最适大气湿度均比小叶锦鸡儿高,二氧化碳补偿点则比小叶锦鸡儿低。 6.在狭叶锦鸡儿灌丛化程度不同的群落中,狭叶锦鸡儿种群主要呈聚集分布,在灌丛化程度较低的群落中,在较大的空间尺度上有随机分布出现。狭叶锦鸡儿在灌丛化形成过程中,种群内部体现了正向(相互有利)的生态关系。 7.随着灌丛化程度的增强,狭叶锦鸡儿群落地上部总干物质量、植被总盖度和物种多样性等逐渐增大。研究结果表明4个群落均已处于一定程度的沙化状态,相对而言草本群落Ⅰ沙化程度较弱一些。同草本群落Ⅰ相比,狭叶锦鸡儿群落灌丛下大多数土壤养分含量均比草本群落Ⅰ高,土壤养分在一定程度上出现差异。从灌丛下到灌丛间,大多数土壤养分含量均呈下降趋势,且随着灌丛化程度的加重,土壤养分在灌丛下和灌丛间的差异增大。

【关键词】：狭叶锦鸡儿 生物学特性 生态适应性 荒漠草原
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：S793.9
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