大尺度环境梯度上羊草种群适应性研究

	大尺度环境梯度上羊草种群适应性研究
其他题名	Adaptability of Leymus chinensis (Poaceae) along the Large- scale Environmental Gradient
	陈亮
学位类型	博士
导师	王仁忠
	2009
学位授予单位	中国科学院植物研究所
学位专业	生态学
关键词	大尺度环境梯度羊草种群环境变化形态解剖生理调节两种生态型羊草适应策略
摘要	由于全球气候变化，干旱化问题已经成为制约植物生存、影响农作物产量的主要环境因子，因此有关植物在大尺度环境梯度上对环境因子变化的适应性研究已经成为生态学研究的热点。目前环境变化对植被生产力的影响已经有了广泛研究，但是关于植物在形态解剖和渗透调节等生理特征上对大尺环境梯度变化的适应机制研究报道却很少。本研究以北纬43°16′-44°36′；东经125°17′-115°43′范围内的羊草草地为研究对象，探讨羊草主要形态解剖特征、生理渗透调节特征等的变化规律及其与环境因子的关系，以期揭示大尺度环境梯度上羊草种群对环境变化的响应规律和适应策略。本研究的主要结果如下：在大尺度环境梯度下，羊草种群的气孔密度和气孔指数表现出非常相似的变化趋势，均为由东向西呈先降后升的变化趋势，且与降水等因子的相关关系为V型二次曲线。这是因为气孔的蒸腾作用是植物散失水分的主要途径，同时蒸腾作用产生的蒸腾拉力是植物根部吸收水分的主要动力，因此这种V型曲线正是它在野外对如何调节体内失水和吸水的一种权衡的结果。由于羊草叶片的营养生长和器官建成主要在7月份，这也导致了该月的平均降水对气孔密度和气孔指数有很重要的影响作用。在该梯度下，羊草叶片厚度和LMA（Leaf mass per unit area, 单位面积叶重）等形态性状指标、叶片解剖学特征等表现出有规律的变化趋势。具体表现为从东向西随着气候由湿润到干旱的变化，叶片厚度、LMA呈增加趋势；同样维管束、木质部及导管直径和叶片厚度等变化趋势相似，从东向西逐渐增加,它们均与七月份温度显著相关。这说明外界环境变化对羊草的形态性状和解剖特征等产生了显著的影响，而且羊草也会通过改变形态解剖特征等来适应大尺度环境梯度变化。在本研究中，羊草叶片脯氨酸和可溶糖份含量等生理指标也随着环境梯度的变化呈现出明显的规律变化，主要表现为由东至西随降水量的减少而逐渐增加；叶片钠离子和钾离子含量虽然有一定变化，但是它们与气候因子变化并不一致，而分别与土壤里钠离子和钾离子含量呈显著的相关关系。这说明自东向西随着干旱程度的增加，脯氨酸和可溶糖份含量对羊草适应环境变化起着主要的渗透调节作用。自然条件下，羊草主要有两种生态型，根据叶片颜色的差异分别为灰绿型(GG)和黄绿型(YG)。它们在分布上也表现出很大的差异，其中灰绿型羊草分布范围更广，且更耐盐碱。我们分别选取查干花和绍根两个样点镶嵌生长的两种生态型羊草，对它们的叶片形态解剖特征和渗透调节特征进行比较。结果显示无论是在查干花还是绍根地区，在同一生境条件下，黄绿型羊草叶片厚度、LMA、及维管束直径、木质部直径和导管直径等均比灰绿型高，而气孔密度和气孔指数比灰绿型低，在形态上表现出明显的旱生化特征。而灰绿型羊草叶片则有较高的脯氨酸含量、可溶糖份含量及钾离子含量，较低的钠离子含量，表现出较强的渗透调节能力、更强的选择性排钠离子和吸收钾离子的能力。为此我们推断在相同生境下两种生态型羊草在应对干旱和盐碱胁迫时在形态和生理上采取不同的适应策略，而且这两种策略是互相补充，这就解释了两种生态型羊草能够镶嵌生长的现象。
页数	82
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/14539
专题	植被与环境变化国家重点实验室
作者单位	中国科学院植物研究所
第一作者单位	中国科学院植物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	陈亮. 大尺度环境梯度上羊草种群适应性研究[D]. 中国科学院植物研究所,2009.

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