沼泽湿地不同恢复年限下朝天委陵菜克隆构件和根系的适应性

论文摘要

植物功能性状的自我调整对其适应资源异质性生境有重要作用。从植物构件及构型构建模式应对沼泽湿地不同恢复年限下群落资源状况及种间种内关系等差异的角度研究克隆植物的适应性,有利于探讨克隆植物的生活史对策。朝天委陵菜(Potentilla supina)是典型的湿地克隆植物,也是湿地恢复演替的指示性植物,对朝天委陵菜克隆构件及根系的研究对于进一步探讨克隆植物的适应策略以及湿地不同恢复年限下朝天委陵菜种群对群落稳定性的贡献意义重大。鉴于此,本文在永昌北海子国家湿地公园,按照恢复时间选择Ⅰ(5a)、Ⅱ(15a)、Ⅲ(25a)以及对照样地Ⅳ(原生植被)4个梯度,进行群落学调查,探讨了朝天委陵菜克隆构件及构型、根系性状及构型的改变,旨在从克隆构件及根系的视角明晰朝天委陵菜的生境适应策略,为进一步理解克隆植物的生态适应性提供理论依据。结果表明:(1)沼泽湿地不同恢复年限下湿地植被群落特征与土壤理化性质存在显著差异(P<0.05),随着湿地恢复年限的增加,湿地群落株高、盖度与密度增加,生物量积累;朝天委陵菜种群高度与密度增大,但盖度降低,群落优势种由一年生植物朝天委陵菜转向多年生植物黑麦草。土壤含水量、有机质、水解性氮及有效磷均总体逐渐增大,土壤容重逐渐降低,细黏粒、粗黏粒及细砂粒在土壤中所占比例逐渐下降,细粉粒与粗粉粒在土壤中所占比例逐渐上升,表明随着湿地恢复演替的进行,土壤中营养物质增加,土壤质地改善,吸附、蓄集能力增强,但通透性变差。样地Ⅲ湿地植被群落特征与土壤特性均接近样地Ⅳ,表明样地Ⅲ湿地群落恢复程度已接近于原生样地。(2)沼泽湿地不同恢复年限下朝天委陵菜克隆构件存在显著差异(P<0.05)。随着湿地恢复演替的进行,朝天委陵菜基株高度、基株生物量、分株高度、分株生物量、间隔子长度、间隔子直径和分枝角度逐渐增加,叶片数、分株数及匍匐茎条数逐渐减小;间隔子长度、直径及分株数呈现出较强的可塑性;间隔子长度与直径均与分株数存在显著的负相关关系(P<0.05)。在样地I朝天委陵菜选择低矮、匍匐的基株、短而细的间隔子和较多的分株,在样地Ⅲ选择细长、直立的基株、长而粗的间隔子与较少分株,以实现植物对有限资源的高效利用和对特殊生境的适应。(3)沼泽湿地不同恢复年限下朝天委陵菜有着不同的构型选择。在样地I朝天委陵菜的克隆构型呈“密集型”,样地Ⅲ与样地Ⅳ呈“游击型”,而在样地Ⅱ呈“过渡型”。(4)湿地不同恢复年限下朝天委陵菜根系形态特征、比根长和分形结构存在显著差异(P<0.05)。随着湿地恢复演替的进行,朝天委陵菜根长、表面积与比根长逐渐增大,根冠比与根直径逐渐减小;根系分形维数逐渐增大,根系分形丰度逐渐减小,且根系分形维数与分形丰度呈显著的负相关关系(P<0.05),根系构型由“扩散型”转向“密集型”。反映了朝天委陵菜通过根系的可塑性调整来适应异质生境。通过湿地植被群落特征及土壤特性分析,样地I(恢复5年)生境有利于朝天委陵菜的生长,朝天委陵菜采取了区域垄断的“占据”策略,控制群落资源,而随着湿地恢复演替的进行,朝天委陵菜逐渐失去优势,面临强大的生存压力,所以朝天委陵菜在样地Ⅲ(恢复15年)选择了积极向外拓展的“忍耐”策略,企图逃离不利生境。克隆构件及根系特征的适用性调整反映了特殊生境下湿地克隆植物特殊的调节机制与生存策略。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
•   1.1 选题背景
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 克隆植物
•     1.2.2 克隆构件及构型
•     1.2.3 根系
•     1.2.4 湿地恢复
•   1.3 研究目的与意义
•   1.4 研究思路
• 2 研究方法
•   2.1 研究区概况
•     2.1.1 地理位置
•     2.1.2 地质地貌
•     2.1.3 气候水文
•     2.1.4 植被土壤
•   2.2 试验设计与取样方法
•     2.2.1 样地设置
•     2.2.2 群落调查
•     2.2.3 朝天委陵菜功能性状调查
•     2.2.4 土壤取样与理化性质测量
•   2.3 数据分析
•     2.3.1 简单统计分析
•     2.3.2 克隆构型的模型判定
•     2.3.3 标准主轴（standardized major axis,SMA）估计法
• 3 湿地群落特征
•   3.1 湿地植被群落特征
•     3.1.1 主要植物种群特征
•     3.1.2 湿地植物群落生物学特征
•     3.1.3 湿地植物群落物种多样性特征
•     3.1.4 湿地植物群落聚类分析
•     3.1.5 湿地植被群落功能群组成
•   3.2 土壤理化特性空间分异特征
•     3.2.1 土壤物理特性空间分异特征
•     3.2.2 土壤化学特性空间分异特征
• 4 朝天委陵菜克隆构件及构型特征分析
•   4.1 朝天委陵菜克隆构件
•     4.1.1 基株特征
•     4.1.2 分株种群特征
•     4.1.3 间隔子性状
•     4.1.4 分枝角度的变化
•     4.1.5 克隆构件的变异系数排序
•     4.1.6 间隔子性状与分株的关系
•   4.2 朝天委陵菜克隆构型的判定
•   4.3 讨论
•     4.3.1 沼泽湿地不同恢复年限下朝天委陵菜克隆构件的变化
•     4.3.2 沼泽湿地不同恢复年限下朝天委陵菜克隆构型的变化
• 5 朝天委陵菜根系特征
•   5.1 根冠比
•   5.2 根系形态特征
•   5.3 比根长分布格局
•   5.4 根系分形结构
•     5.4.1 根系分形特征
•     5.4.2 根系分形维数和分形丰度的关系
•   5.5 讨论
•     5.5.1 沼泽湿地不同恢复年限下朝天委陵菜根系形态特征与比根长的变化
•     5.5.2 沼泽湿地不同恢复年限下朝天委陵菜根系分形结构的变化
• 6 结论与展望
•   6.1 主要研究结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李雪萍

导师: 赵成章,周全明

关键词: 永昌北海子国家湿地公园,湿地恢复,朝天委陵菜,克隆构件,根系

来源: 西北师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用

单位: 西北师范大学

分类号: X171.4;Q948.1

总页数: 63

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