青藏高原东缘种子大小变异的进化生态学研究

【摘要】： 对青藏高原东缘106科412属1130种被子植物种子大小的变异模式、种子大小变异与系统发育、植物分布区类型、植物生活史特征、植被类型之间的相关性进行了分析研究,并从不同角度分析了海拔对种子大小变异的影响,以期揭示青藏高原东缘种子大小变异的进化及生态适应意义。结果如下： 1、青藏高原东缘区系被子植物的种子大小呈现正态分布,种子大小从10-3mg到104mg相差约为6～7个数量级。种子大小主要集中在0.1～10.0mg范围之内,占到总种数的70.53%,属于小种子占优势的区系。整体上种子大小属于中度大小的种子的物种较多,而大种子和小种子的物种较少的分布格局类型。 2、青藏高原东缘区系中,分类学水平纲、目、科均显著影响种子大小,其中,纲能解释11.6%的种子大小变异,目能解释31.4%,科能解释58.2%,与影响和控制种子大小的其它因素相比,科所占的比例最高,因而系统发育是决定种子大小的一个关键因子。 3、无论纲、目、科级分类学水平,种子大小的变异都没有表现出一致的演化方向或演进模式,基本上是靠近基部类群的种子居于中间大小,随着演化水平提高,种子大小向大或者向小的方向变化发展。因而,现存被子植物的种子大小具有明显的适应辐射的演化特点。 4、植物分布区类型不同,种子大小变异存在较大的差异。一般来说,古老类群具有相对较大的种子大小,而年轻类群的种子较小。 5、种子大小变异与植物生活史各种性状如种子扩散方式、植物功能类群、植物生活型、植株高度、寿命、果实类型、开花季节、花期持续时间长短都存在一定的相关性,即使除去系统发育的影响。其中对种子大小变异影响最大的生活史性状是果实类型,其次是扩散模式和植株高度。 6、植被类型也可以显著地影响青藏高原东缘植物区系种子大小的变异。植被类型中种子大小从大到小依次是森林、灌丛、农田、草甸及草地、水生植被、高山流石滩植被、垫状植被、沼泽。 7、青藏高原东缘区系种子大小与海拔呈极显著的线性负相关性。但从整体上看,在海拔3100m处的种子大小居中,随海拔降低或升高,种子分别趋向于变大或变小的方向变化,即种子大小具有适应辐射演化的特点。 8、海拔梯度变化对不同扩散模式、不同分布区类型、不同生活史特征、不同植被类型及各科内种子大小变异的影响没有统一的模式,但存在一个共同的特点就是,无论从哪个方面分析,种子大小都有适应辐射的特点,即以3100m为起点,随海拔降低或升高,种子分别趋向于变大或变小的方向变化,具有明显的趋异分化的特点。