额济纳绿洲胡杨种群生活史对策研究

论文摘要

荒漠（desert）以其分布范围广泛、覆盖面积巨大、环境极端严酷和生态系统极其脆弱以及对一定区域乃至全球环境的深刻影响等特点,而占据十分特殊地位。荒漠绿洲（oasis）既是整个荒漠生态系统的最重要组成部分,也是干旱区最为敏感的关键区域,其兴衰深刻影响着毗邻地区及更广泛的区域。以胡杨（Populus euphratica Oliv.）为建群种所组成的荒漠河岸林,是在荒漠干旱气候影响下依托内河流形成的非地带性植被,是额济纳绿洲植被的主体。由于胡杨分布区域的经济相对落后以及对胡杨林维持荒漠地区生态平衡的功能认识不足,胡杨林遭受严重破坏,分布面积急剧缩小,衰退现象十分严重。繁殖（reproduction）作为生物产生新个体的行为或过程,是生物在整个生活史进程中至关重要的必要环节,是生物繁衍后代延续种族最基本的行为,种群形成、发展和进化的核心问题之一。作为生活史中主要特征的繁殖对策（reproductive strategy）是指植物在其生活史过程中,通过最佳的资源分配格局,以其特有的繁殖属性从时空上适应环境,提高植物适合度的自组织过程。其适应的对象是生存环境,最终目标是物种的持续生存和繁衍。上世纪九十年代以来,繁殖对策、生存对策、行为与种群密度周期之间的关系和行为对策的进化稳定性等成为国际上繁殖生态学和行为生态学研究的主要领域。本文以额济纳绿洲极端干旱条件下荒漠河岸林中主要建群植物胡杨为研究对象,以恩格勒的植物分类系统、植被分布规律和种群生态对策等为理论基础,应用物候学和繁殖生态学的原理和研究方法,以种群-生境关系为主线,从胡杨种群物候、繁殖节律、及有性和无性繁殖特性等进行了一定深度较系统的研究。揭示了胡杨种群物候节律特征、胡杨种群在不同水平上的开花时间异质性等繁殖节律特征和地上分枝建构模式及繁殖器官数量特征;初步探讨了胡杨种群繁殖节律与水热条件的相互关系;总结了胡杨种群种子库的形成机制和种子安全萌发生境的特征和种子散布期的选择机制;分析了无性繁殖特征及其与生境的关系和现阶段胡杨种群繁殖状况。在此基础上,总结归纳了胡杨种群的繁殖对策和生活史对策。主要研究结果如下:额济纳绿洲分布的胡杨种群拥有适应当地的生境条件、有规律地交替进行的物候期。雌雄株的小花和花序等繁殖器官的结构、形态和数量及地上部分分枝的模式等方面的特征,可较好地保障风媒传粉和受精过程及种子散布的顺利实现;繁殖年龄等方

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 种群繁殖特性及其相关研究
• 1.2.1.1 繁殖特性研究的简要回顾
• 1.2.1.2 繁殖特性与繁殖对策研究现状
• 1.2.1.3 存在问题和发展趋势
• 1.2.2 胡杨及其相关研究
• 1.2.2.1 胡杨的相关研究
• 1.2.2.2 其它相关文献
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容及目的
• 1.3.1.1 研究的理论基础和指导思想
• 1.3.1.2 研究内容和目的
• 1.3.2 技术路线
• 2 研究区概况
• 2.1 地理位置
• 2.2 地质地貌
• 2.3 气候
• 2.4 土壤
• 2.5 水文
• 2.6 植被
• 3 胡杨种群物候期、繁殖物候节律及繁殖器官的相关特征
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 样地和观察样株的设置
• 3.1.2 胡杨的物候节律特征的研究方法
• 3.1.3 胡杨种群繁殖物候特征的研究方法
• 3.1.3.1 胡杨种群花期物候特征的研究方法
• 3.1.3.2 胡杨种群物候期与生境水热条件的对应关系的分析
• 3.1.4 胡杨种群雌雄个体繁殖器官数量特征的研究方法
• 3.1.4.1 胡杨植株分枝级别的确定及指标测定
• 3.1.4.2 胡杨种群个体繁殖器官数量统计方法
• 3.1.4.3 胡杨雄株花粉数量测定
• 3.1.4.4 胡杨雄株花粉活力、可育／败育率测定
• 3.1.4.5 胡杨雌株座果率和结实率的测算
• 3.1.5 胡杨生殖年龄及其影响因素分析的研究方法
• 3.1.6 数据处理方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 胡杨的物候节律特征结果与分析
• 3.2.1.1 形态特征
• 3.2.1.2 胡杨物候节律特征
• 3.2.2 胡杨种群繁殖物候特征结果与分析
• 3.2.2.1 胡杨花期进程及特征分析
• 3.2.2.2 胡杨雌雄株花期物候特征对比
• 3.2.2.3 胡杨展叶期和果期物候特征分析
• 3.2.2.4 胡杨种群物候期与生境水热条件的对应关系
• 3.2.3 胡杨种群雌雄个体繁殖器官的数量特征的结果与分析
• 3.2.3.1 胡杨雌雄株分枝的数量特征
• 3.2.3.2 胡杨繁殖器官的数量特征
• 3.2.3.3 胡杨雄株花粉数量特征
• 3.2.3.4 胡杨雄株花粉活力、败育率特征
• 3.2.3.5 胡杨雌株座果率征和结实率的特征
• 3.2.4 胡杨个体生殖年龄及其影响因素的结果与分析
• 3.2.4.1 不同胡杨群落的个体生殖年龄
• 3.2.4.2 胡杨生殖年龄与环境因子的相关分析
• 3.3 小结
• 3.3.1 胡杨物候节律特征的小结
• 3.3.2 胡杨繁殖物候特征的小结与讨论
• 3.3.2.1 胡杨繁殖物候特征的小结
• 3.3.2.2 胡杨繁殖物候特征与生殖适合度的讨论
• 3.3.3 胡杨种群雌雄个体繁殖器官的数量特征的小结
• 3.3.4 胡杨生殖年龄及其影响因素分析小结
• 4 胡杨种子寿命、种子库和种子萌发安全生境的选择机制
• 4.1 研究方法
• 4.1.1 胡杨种子的收集
• 4.1.2 全光和庇荫条件下胡杨种子的寿命
• 4.1.3 种子散布后存在状况（命运）的观测及土壤种子库
• 4.1.3.1 胡杨种子飘落后在不同条件地表上留存状况及命运的观
• 4.1.3.2 胡杨土壤种子库的测定
• 4.1.4 种子安全萌发生境的生态因子分析
• 4.1.4.1 水分条件对胡杨种子萌发的影响
• 4.1.4.2 温度对胡杨种子萌发的影响
• 4.1.4.3 土壤盐分对胡杨种子萌发的影响
• 4.1.4.4 光照强度对胡杨种子萌发的影响
• 4.1.4.5 他感作用对胡杨种子萌发影响
• 4.1.4.6 淤泥对胡杨种子萌发的影响
• 4.1.5 实地模拟胡杨种子的萌发试验
• 4.1.5.1 实地模拟胡杨种子的萌发试验设计
• 4.1.5.2 萌发试验的指标测定
• 4.1.6 数据处理方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 全光和庇荫条件下胡杨种子的寿命
• 4.2.2 胡杨种子散布后的命运及土壤种子库
• 4.2.2.1 胡杨种子飘落后在不同条件地表上留存状况的观察和统计
• 4.2.2.2 胡杨种子散布后的命运
• 4.2.2.2 胡杨土壤种子库的特征
• 4.2.3 胡杨种子安全萌发生境的生态因子分析
• 4.2.3.1 水分条件对胡杨种子萌发的影响
• 4.2.3.2 温度对胡杨种子萌发的影响
• 4.2.3.3 盐分对胡杨种子萌发的影响
• 4.2.3.4 光照强度对胡杨种子萌发的影响
• 4.2.3.5 胡杨、苦豆子根系及枯落物的水浸液对胡杨种子萌发的影响
• 4.2.3.6 淤泥对胡杨种子萌发的影响
• 4.2.4 实地模拟胡杨种子萌发试验的结果分析
• 5.2.1.1 淤泥表面胡杨种子萌发特征的观察和分析
• 4.2.1.2 淤泥表面胡杨种子萌发的统计分析
• 4.3 小结
• 4.3.1 胡杨种子寿命、种子库的特征
• 4.3.2 胡杨种子安全萌发生境生态因子的作用分析
• 4.3.4 胡杨种子安全萌发生境的确定
• 4.4 胡杨种子萌发安全生境及其选择机制的讨论
• 4.4.1 胡杨种子萌发安全生境选择机制
• 4.4.2 河流泛淤对胡杨分布地段生境条件的改变
• 4.4.2.1 内流河行洪及其在下游部分地段淤泥层的形成过程
• 4.4.2.2 淤泥组成、性质及其对生境改变所起的作用
• 4.4.2.3 河流泛淤对胡杨分布地段生境条件的改变
• 4.4.3 淤泥对胡杨种子安全萌发和幼苗形成的影响
• 5 胡杨种群无性繁殖特性的研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 无性繁殖特征的调查
• 5.1.1.1 根系分布特征
• 5.1.1.2 萌蘖芽的特征及其与环境的关系
• 5.1.1.3 克隆特征及其与环境的关系
• 5.1.2 数据处理方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 根系分布及其与环境的关系
• 5.2.2 萌蘖芽的特征及其与环境的关系
• 5.2.2.1 萌蘖芽的特征及产生部位
• 5.2.2.2 萌蘖芽的产生时间
• 5.2.2.3 胡杨萌蘖芽形成的有关数量特征
• 5.2.3 胡杨种群克隆特征与环境的关系
• 5.2.3.1 胡杨克隆特征与胡杨年龄的相关性分析
• 5.2.3.2 胡杨克隆特征与生境地下水相关性分析
• 5.2.3.3 胡杨克隆特征与生境中淤泥累计厚度相关性分析
• 5.2.3.4 胡杨克隆特征与生境中土壤容重相关性分析
• 5.2.3.5 胡杨克隆特征与生态因子的典型相关分析
• 5.3 胡杨无性繁殖特性的小结与讨论
• 5.3.1 胡杨根系特征及无性繁殖器官相关特征
• 5.3.2 胡杨克隆特征与生境条件的关系
• 5.3.4 胡杨无性繁殖特性与生境条件关系的讨论
• 6 胡杨种群繁殖对策与生活史对策的研究
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 胡杨幼苗库的调查
• 6.1.2 胡杨雌雄个体繁殖分配的调查
• 6.1.2.1 调查指标的确定
• 6.1.2.2 供试材料的选择和测定
• 6.1.3 生活史对策分析的理论基础与特征分析原则
• 6.1.3.1 生活史对策分析的理论依据
• 6.1.3.2 生活史观察指标的分析原则
• 6.2 胡杨种群的繁殖对策
• 6.2.1 胡杨种群的繁殖类型
• 6.2.1.1 胡杨种群的繁殖类型
• 6.2.1.2 胡杨种群幼苗库与主导繁殖形式的确定
• 6.2.2 胡杨种群的繁殖时间
• 6.2.3 胡杨种群的繁殖频度
• 6.2.4 胡杨种群的繁殖物候
• 6.2.5 胡杨种群的繁殖分配
• 6.2.5.1 胡杨雌雄个体花（果）枝的数量特征与分析
• 6.2.5.2 胡杨雌雄个体繁殖分配特征与分析
• 6.3 胡杨种群的生活史对策
• 6.3.1 胡杨种群生活史特征的分析
• 6.3.2 胡杨种群生活史对策适合度的分析
• 6.4 小结
• 6.4.1 胡杨种群的繁殖对策
• 6.4.2 胡杨种群的生活史对策
• 6.4.3 胡杨种群繁殖对策和生活史对策形成机制的讨论
• 6.4.3.1 与繁殖相关的内因分析与讨论
• 6.4.3.2 与繁殖相关的外因分析与讨论
• 6.4.3.3 与繁殖相关的历史原因的分析与讨论
• 6.4.4 胡杨种群保护对策和存在问题的探讨和建议
• 7 结论
• 参考文献
• 导 师 简 介
• 致谢
• 博硕士学位论文同意发表声明