云南红豆杉种群生物学研究
【摘要】:云南红豆杉(Taxus yunnanensis)起源古老,系我国的国家一级保护植物。虽然分布狭窄、数量稀少,但它是我国红豆杉植物中资源最丰富、紫杉醇含量较高的种类。它的保护与利用倍受全球关注,是国际松杉类专家组(CSG)和《国际濒危动植物贸易公约》确定的保护物种。无论是从物种保护、资源开发,还是从系统学地位来看,云南红豆杉种群学的研究均具有十分重要的意义。然而,有关云南红豆杉种群生物学的研究却十分薄弱,严重阻碍着它的科学保护与合理利用。本文从自然地理分布、种群数量特性、遗传多样性和紫杉醇含量变异方面开展云南红豆杉的种群生物学研究,以期为云南红豆杉的保护和利用提供科学依据。主要研究结果如下:
(1)、我国的云南红豆杉分布在滇西、滇西北、滇西南、滇中、川西、藏东南的13个地(州、市)的40个县(区)。垂直分布范围为1400~4300m,集中分布地带的海拔在2600~3300m之间。分布区湿润温凉,光照充足,年平均气温在6.756~11.881℃之间,最适范围7.834~11.244℃,平均值为9.539℃;温暖指数在39.989~82.872℃·月之间,平均值为61.287℃·月;寒冷指数在-19.123~0℃·月之间,平均值为-7.021℃·月;年均相对湿度在57~80%之间,平均值为70.594%;年日照时数在1322.9~2622.1h之间,平均值为2186.375h。低温条件、湿度因子、高温条件、光照因子4个主成分依次主导着它的地理分布。自然分布区分为中部、北部、西部、中南部和南部5小区。其中,中部的永胜县、鹤庆县、洱源县、宁蒗县、丽江县、盐源县、剑川县、维西县、兰坪县和木里县等地气候适宜、资源量大是云南红豆杉的核心分布区。为适应不同的水热条件,云南红豆杉形成了高大乔木、小乔木和灌木等生态型。
(2)、云南红豆杉的种群密度在165~494株/ha之间,平均密度为252株/ha。种群的年龄结构呈金字塔形,处于中、幼龄林阶段。种群结构虽具波动变化,但仍然为稳定增长型种群。人为干扰严重影响种群幼苗和幼树的补充量,使小径级和高度小于1m的个体数骤减。无论人为干扰存在与否,种群存活曲线属于Deevey—Ⅲ型,树龄小于10年的个体都很多,但仅有较少的个体能进入下一龄级;20年以上个体数量的变化较小。除幼苗、幼树阶段外,种群还存在两个死亡率和消失率高峰。重度人为干扰种群的第一个峰值出现在100~130a龄级阶段,第二峰值出现在220~250a龄级阶段。无人为干扰种群的相应峰值出现较早,第一峰值发生在70~80a龄级阶段,第二峰值出现在190~210a龄级阶段。云南红豆杉种群动态具有的明显周期性。重度人为干扰影响云南红豆杉种群的天然更新过程,改变
【关键词】:云南红豆杉 种群生物学 自然地理分布 气候 种群结构 遗传多样性 紫杉醇含量
【学位授予单位】:中国林业科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:Q948
【目录】:
【学位授予单位】:中国林业科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:Q948
【目录】:
- 第1章 引言16-28
- 1 植物种群生物学的发展16-20
- 1.1 种群与种群生物学16-18
- 1.2 植物种群生物学发展概况18-19
- 1.3 植物种群生物学发展趋势19-20
- 2 云南红豆杉研究现状20-25
- 2.1 红豆杉属的研究概况21-22
- 2.2 云南红豆杉的研究现状22-25
- 2.2.1 资源分布与数量研究22
- 2.2.2 生物学生态学特性研究22
- 2.2.3 栽培技术研究22-24
- 2.2.3.1 插床、温棚和荫棚的设置23
- 2.2.3.2 插穗的采集与插穗的处理23
- 2.2.3.3 扦插及扦插后管理23-24
- 2.2.3.4 苗木生长情况24
- 2.2.4 不同构件紫杉醇含量的测定24
- 2.2.5 遗传多样性24-25
- 3 研究解决的问题及意义25-28
- 第2章 研究方案28-30
- 1 研究的目标28
- 2 研究的主要内容28
- 3 项目来源和经费支持28-29
- 4 主要研究方法与技术路线29-30
- 第3章 云南红豆杉的地理分布30-42
- 1 研究方法30-32
- 1.1 植物分布资料30
- 1.2 气象资料30-31
- 1.3 气候指标31
- 1.4 气温直减率31
- 1.5 热量指数分布的最适范围31
- 1.6 数据处理31-32
- 2 结果与讨论32-40
- 2.1 云南红豆杉的地理分布32-34
- 2.1.1 水平分布32
- 2.1.2 垂直分布32-34
- 2.1.3 分布生境34
- 2.2 云南红豆杉分布与气候指标的关系34-36
- 2.3 云南红豆杉分布界限的热量状况36
- 2.4 水热指标的主成分分析36-37
- 2.5 气候区划分37-40
- 3 小结40-42
- 第4章 云南红豆杉的种群数量特征42-64
- 1 研究区概况42-43
- 1.1 四川省木里藏族自治县42
- 1.2 云南省宁蒗彝族自治县42-43
- 1.3 西藏自治区察隅县43
- 1.4 西藏自治区波密县43
- 2 研究方法43-47
- 2.1 野外调查方法43-44
- 2.2 龄级与大小级的划分方法44-45
- 2.3 生命表编制45
- 2.4 生存分析45-46
- 2.5 种群动态的量化分析方法46
- 2.6 种群动态的谱分析方法46-47
- 3 结果与讨论47-62
- 3.1 种群密度47-48
- 3.2 种群结构48-50
- 3.2.1 年龄结构48-49
- 3.2.2 大小级结构49
- 3.2.3 高度级结构49-50
- 3.2.4 年龄结构与大小结构的关系50
- 3.3 种群生命表50-52
- 3.3.1 特定时间种群生命表50-51
- 3.3.2 种群存活曲线、死亡率及消失率曲线51-52
- 3.4 生存函数分析52-58
- 3.4.1 生存率函数与累计死亡率函数曲线52-53
- 3.4.2 死亡密度函数与危险率函数曲线分析53-58
- 3.4 种群数量动态分析58-60
- 3.4.1 种群动态的量化分析58-59
- 3.4.2 种群数量动态的谱分析59-60
- 3.5 环境、人为干扰与种群的结构、动态60-62
- 4 小结62-64
- 第5章 云南红豆杉的遗传多样性64-84
- 1 材料方法64-68
- 1.1 取样64
- 1.2 DNA的提取、纯化和定量64-66
- 1.3 RAPD-PCR扩增66-67
- 1.4 数据分析67-68
- 2 结果与分析68-80
- 2.1 遗传多样性大小68-71
- 2.2 种群间的遗传变异71-72
- 2.3 种群间的相互关系72-76
- 2.4 种群样本策略76-78
- 2.5 个体样本策略78-80
- 3 讨论80-84
- 3.1 云南红豆杉的遗传多样性水平80-81
- 3.2 遗传分化和种群结构81
- 3.3 遗传多样性保护81-84
- 第6章 云南红豆杉紫杉醇含量变异84-94
- 1 材料与方法84-87
- 1.1 材料来源84-85
- 1.1.1 紫杉醇含量变异研究材料84
- 1.1.2 紫杉醇含量与环境、年龄关系研究材料84-85
- 1.2 含量测定85-87
- 1.3 数据分析87
- 2 结果与分析87-91
- 2.1 不同部位紫杉醇含量的差异87
- 2.2 紫杉醇含量在种群间与种群内的差异87-90
- 2.3 紫杉醇含量与树龄的关系90-91
- 2.4 紫杉醇含量与生态因子的关系91
- 3 小结91-94
- 第7章 结论与讨论94-100
- 1 主要结论94-97
- 1.1 云南红豆杉的自然地理分布与气候94-95
- 1.2 云南红豆杉的种群数量特征95
- 1.3 云南红豆杉的遗传多样性95-96
- 1.4 云南红豆杉紫杉醇含量变异96-97
- 2 保护对策与建议97-98
- 2.1 科学地确定保护对象97
- 2.2 保护与培育结合97
- 2.3 适度人为干扰97
- 2.4 探索新的利用方式97-98
- 3 研究展望98-100
- 3.1 云南红豆杉生殖生态学研究98
- 3.2 云南红豆杉集合种群特性的研究98
- 3.3 云南红豆杉枝叶构件种群生态学研究98-99
- 3.4 云南红豆杉紫杉醇次生代谢生态学研究99-100
- 参考文献100-114
- 致谢114-116
- 附录116
- 1 攻读博士学位期间参加的科研项目116
- 2 攻读博士学位期间已发表的论文116
| 【引证文献】 | ||
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| 【参考文献】 | ||
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| 【共引文献】 | ||
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| 【同被引文献】 | ||
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| 【二级引证文献】 | ||
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| 【二级参考文献】 | ||
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| 【相似文献】 | ||
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