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《西北农林科技大学》 2011年
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宁夏贺兰山杜松(Juniperus rigida)表型多样性与化感作用研究

刘雨  
【摘要】:杜松(Juniperus rigida)属柏科(Cupressaceae)刺柏属(Juniperus),由于人为干扰破坏、生境片断化的影响,在我国大多数地区已处在濒临灭绝的境地,是陕西省重点保护植物,具有耐寒、耐旱、耐贫瘠的特点,在水土保持、涵养水源、改善环境等方面具有重要的作用,杜松也是贺兰山水源涵养林的主要组成群系。因此,对其开展相关研究具有十分重要的理论与实践意义。本文运用植物种群生态学、化学生态学及多种数量统计分析方法,对宁夏贺兰山国家级自然保护区的杜松群落组成、物种多样性、表型多样性和化感作用等几个方面进行了研究,旨在为本区杜松的可持续经营、管理与保护提供理论依据。主要研究结果如下: 1.宁夏贺兰山国家级自然保护区杜松群落植物种类较为简单,群落中共出现种子植物24种,隶属于16科、22属。其中裸子植物2科、2属、2种,占总种数的8.33%;被子植物14科、20属、22种,占总种数的91.67%,包括双子叶植物11科、16属、18种,单子叶植物3科、4属、4种。 2.杜松群落结构较简单,基本上可分为乔木层、灌木层和草本层3个层次,以及一定数量的层间植物和地被植物。群落不同层次物种多样性大小依次为草本层灌木层乔木层。种群Ⅱ杜松较稀疏,树间距离较大;而种群Ⅲ较郁闭,树间距离小。 3.在宁夏贺兰山国家级自然保护区杜松群落内,杜松的实生苗很少见,主要是靠无性繁殖的方式来延续种群的。 4.杜松表型性状在种群间和种群内存在极其丰富的变异,种群间共有11个性状指标达到极显著水平,种群内共有7个性状指标达到极显著水平。表型分化系数即种群间变异为66.63%,大于种群内的变异(33.37%),种群间变异是杜松表型变异的主要部分。20个表型性状间多数呈极显著或显著相关。杜松表型性状与生态因子相关分析表明,其表型变异呈梯度规律性,随着海拔的升高,叶宽逐渐增大;随着郁闭度的增加,叶长和一级侧枝总数都逐渐增大;枝下高随着坡度的增大而增大。通过表型性状的聚类分析可以将杜松6个种群划分为4类。 5.杜松不同水浸提液及挥发油中均存在植物生长抑制物质,其对油菜、小麦和油松种子萌发及幼苗生长都存在不同程度的抑制作用,这种影响效应与水浸提液浓度显著相关。其中,当水浸提液浓度为0.10gDw·mL~(-1)时,多数指标均达到显著的抑制作用或部分指标达到极显著的抑制作用,降低了小麦和油松幼苗根系活力和叶绿素含量。当凋落物水浸提液浓度为0.025gDw·mL~(-1)时,对小麦和油松幼苗体内过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均有显著的促进作用;当浓度为0.10gDw·mL~(-1)时,对小麦和油松幼苗体内抗氧化物酶活性有显著的抑制作用,同时亦使幼苗体内丙二醛(MDA)的含量显著增加。对5种水浸提液的定性鉴定显示,凋落叶、果皮和根中含有酚类化感物质。 结合本研究和以往研究结论,分析认为,生境条件恶劣、竞争能力弱、新植株生成困难(结实率低、种子萌发率低、幼苗生长条件差等)等原因致使杜松种群天然更新困难、生存状况不佳,呈衰退的演化趋势。加之外界干扰破坏(主要是人为干扰),不但直接造成种群内杜松数量的减少,而且导致其生境的片断化和生态环境的恶化,加重了杜松濒危的趋势。虽然杜松种群内表型多样性也较高,但不同种群间已产生严重的表型分化,采取积极有效的保护措施已十分必要。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:Q948.1

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