张颖娟[1]2002年在《西鄂尔多斯的生物多样性特征与适应性进化分析》文中指出内蒙古西鄂尔多斯地区位于古地中海边缘，是我国温带荒漠草原向荒漠过渡的典型地区。特殊的自然生态背景，使西鄂尔多斯成为内蒙古乃至全国干旱半干旱地区植物特有现象最明显的区域。该地区集中分布着一批古老残遗物种，这些物种大多为群落的建群种或优势种，对维持草原化荒漠区脆弱的生态系统具有重要作用。本文从地理环境演变、主要物种的形态、繁育系统以及遗传多样性方面探讨西鄂尔多斯物种的适应性进化问题，研究结果如下： 西鄂尔多斯经历了一系列地理环境演变，由于没有受到第四纪大陆冰期的直接侵袭，物种在经历了不同程度的干旱气候后，在适宜的生境中保存下来。灌木成为适应该地区环境变化的优势生活型。灌木多样性的起源、演化和分布一方面反映了物种对生态地理环境变迁的良好适应，另一方面也反映了环境变化所产生的生境对物种生存的适宜性。 该地区植物的形态结构既具有旱生植物的一般特点，又有其独特适应生境的特点。主根深入土壤，侧根发达；茎机械组织发达，叶小，多数表皮具附属物，角质层加厚，气孔下陷，叶肉组织栅栏化。这样的结构能有效利用水分，减少强烈蒸腾，增强光和作用，抵抗干旱胁迫。茎叶中普遍存在的粘液细胞和含晶细胞，也有利于提高吸收和贮存水分的能力。多数植物具有劈裂生长的特征，这是在长期进化过程中，形成的对干旱环境又一明显的适应现象。正是这种多途径的适应性保障了物种的生存。 从繁育特征看，该地区植物通过多种生殖对策适应环境的变化。花结构表现出虫媒异花传粉和自花授粉的适应特点，生态隔离的邻近种群间自花授粉具有直接的进化适应意义。繁育系统兼有有生殖和无性生殖的，有性生殖中又有异交和自交的交配系统。多数物种具有花多果少的生殖格局，不结实的花具潜在的生殖功能。这些特征有利于种群渡过恶劣环境条件，对种群的进化和适应能力的提高有重要作用。 对四合木遗传多样性的检测，等位酶和RAPD标记都显示出较高的遗传多样性水平。等位酶水平上的多态位点百分率P=60％，等位基因平均数A=1.6，平均期望杂合度He=0.245，种群遗传分化表明95％的遗传变异存在于种群内(Gst=0.051)。在DNA水平上，22个RAPD引物扩增出116条带，平均多态位点百分率P=83％，多态位点比例从20％-100％随引物和种群而变化。种群遗传分化表明86.5％的遗传变异存在于种群内(Gst=0.135)，两种方法都说明遗传距离与地理距离之间没有直接相关关系。遗传多样性反映了四合木基因组DNA存在较高的变异怀，
陈婕[2]2016年在《内蒙古西鄂尔多斯荒漠珍稀濒危植物水分利用策略》文中研究表明水是干旱和半干旱地区生态系统过程和功能最重要的限制因子,它对植物生长发育、生存和分布起到关键作用。中国内蒙古西鄂尔多斯荒漠分布着四合木(Tetraena mongolica)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、绵刺(Potaninia mongolica)、半日花(Helianthemum songaricum)等古地中海孑遗植物。这4种珍稀濒危植物的水分利用策略是植物长期适应进化形成的,而植物对气候变化(特别是降水格局变化)的响应受到其自身水分利用策略的影响。因此,研究这4种珍稀濒危植物的水分利用策略对于保护西鄂尔多斯古地中海孑遗植物、维护该地区物种多样性、维持区域生态系统平衡等具有重要的理论和实践意义。本研究以西鄂尔多斯荒漠珍稀濒危植物四合木、沙冬青、绵刺、半日花及其非濒危植物霸王(Sarcozygium xanthoxylum)为研究对象,利用氢、氧、碳稳定同位素技术,结合植物群落结构、土壤结构和植物生理生态学特征和环境因子(降水量、温度等)及多元线性混合模型等手段,分析判定了这5种植物的水分来源,定量阐明了这5种植物在不同降水条件下的植物水分利用率和水分利用效率,阐明其水分利用策略。得出主要结论如下:西鄂尔多斯地区夏季大气降水线方程(LMWL)为δD=7.287δ18O+1.170(R2=0.937,n=38);降水量效应显着,温度效应不显着;夏季降水受西风气团、局地蒸发气团以及东南和西南季风气团的影响。西鄂尔多斯荒漠土壤水主要来源于大气降水与地下水。小雨(0 mm<降水量≤10mm)影响0~10 cm土壤含水量和土壤水δD值,对表层土壤(0~10 cm)的贡献率在30%以上;中雨(10 mm<降水量≤20 mm)影响0~40 cm的土壤含水量和土壤水δD值;大雨(20 mm<降水量≤30 mm)和特大暴雨(>30 mm)影响0~100 cm的土壤含水量和土壤水δD值,降水对100~150 cm深层土壤水影响不显着。在土壤剖面中,0~10 cm表层土壤水受降水的直接影响明显,随着土壤深度增加,影响逐渐减小,贡献率逐渐降低;40 cm以下深层土壤水δD变化较小,趋于稳定。在西鄂尔多斯荒漠,小雨时,降水入渗具有自上而下活塞式下渗的特征;随着降水量的增大,降水以优先流的形式入渗,补给更深层土壤水分或浅层地下水。四合木、沙冬青、霸王植物水分主要来源于降水与80~150 cm深层土壤水,而绵刺、半日花主要依赖于降水。小雨(0 mm<降水量≤10 mm)时,四合木、霸王和沙冬青主要利用深层土壤水;降雨量越大,这3种植物倾向于利用由降水补给的上层土壤水(0~40 cm)。植物对不同强度降水的利用率的大小顺序依次为:绵刺>半日花>沙冬青>四合木、霸王。降水强度越大,植物对降水的利用率越高,越有利于四合木、沙冬青、霸王、绵刺和半日花植物的生长。小雨时,四合木、沙冬青和霸王有竞争土壤水分的现象。沙冬青、四合木、霸王、绵刺和半日花植物叶片δ13C平均值的大小顺序依次为沙冬青(-23.3‰)>四合木(-25.2‰)>霸王(-25.8‰)>绵刺(-26.6‰)>半日花(-26.8‰)。这五种植物的水分利用效率平均值的高低顺序依次为沙冬青(5.4 mmol CO2·mol-1 H2O)>四合木(4.8 mmol CO2·mol-1 H2O)>霸王(4.6 mmol CO2·mol-1 H2O)>绵刺(4.3 mmol CO2·mol-1 H2O)>半日花(4.2 mmol CO2·mol-1 H2O)。光合速率的高低顺序依次为绵刺>半日花>霸王>四合木>沙冬青。四合木、沙冬青、霸王、绵刺叶片光合速率日变化具有单峰、双峰两种类型;半日花叶片光合速率同时存在单峰、双峰和叁峰曲线类型。蒸腾速率的高低顺序依次为绵刺>半日花>霸王,四合木>沙冬青。沙冬青、四合木、绵刺和霸王的蒸腾速率日变化具有单峰和双峰两种类型;半日花叶片蒸腾速率日变化呈单峰型。深根植物沙冬青、霸王和四合木具有低光合、低蒸腾、高水分利用效率特点,为耐旱型水分利用策略;而浅根绵刺和半日花具有高光合、高蒸腾、低水分利用效率的特点,为避旱型水分利用策略。濒危植物四合木比同科非濒危植物霸王的水分利用效率稍高,但光合速率较低、蒸腾速率相似,可见,四合木仍具有较强的生存适应能力。濒危植物四合木和同科非濒危植物霸王的水分利用策略相似,二者共存有竞争土壤水分现象。建议在日后进行西鄂尔多斯荒漠地区植被恢复时,应尽量避免同时种植四合木和霸王。土壤蒸发水、土壤水和植物水受到强烈的蒸发作用而在当地大气降水线之下。植物水除了来源于大气降水外,主要还来自土壤水中的混合水。地下水氢氧稳定同位素值变化幅度小,较稳定,主要来自于当地降水的补充,几乎没有受到蒸发分馏作用的影响,其补给机制主要有两种:一是降水通过土壤缓慢渗入地下水,二是降水以“优先流”形式入渗到地下水。
张璞进[3]2011年在《鄂尔多斯高原藏锦鸡儿（Caragana tibetica）的生态适应性》文中研究表明干旱和半干旱生态系统是一类非常重要的生态系统类型,它覆盖着世界陆地面积的1/3,储存着>30%的全球有机碳含量,但该生态系统较为脆弱,对气候变化和人类活动较为敏感,极易发生退化和破坏。水分是干旱和半干旱区域的限制性因子,对这里植物的生存和生产、生态系统的结构和生产力、植被动态起着决定性的作用。鄂尔多斯高原是我国干旱、半干旱区一个相对独立的自然单元,也是一个十分特殊和敏感的生态过渡带。藏锦鸡儿(Caragana tibetica)群落在该区是分布在草原和荒漠过渡带上的重要群落类型,也是非常重要的牧草场。本文通过分析鄂尔多斯高原藏锦鸡儿的群落特征、种群特征、生物学特征、以及藏锦鸡儿的沙堆效应,探讨藏锦鸡儿对干旱环境的适应特征,研究结果显示：1、藏锦鸡儿群落特征表现为：(1)其分布面积约为3684平方公里,可划分出15个群丛。(2)藏锦鸡儿的盖度约为11%,密度为42株每100平方米；草本层的Simpson和Shannon-Wiener多样性指数在7.3左右。(3)藏锦鸡儿群落包含种子植物88种,隶属于26科,58个属；含属、种最多的科是禾本科(Gramineae),其次为菊科(Compositae)和豆科(Leguminosae);含种最多的属是蒿属(Artemisia),其次为针茅属(Stipa);其中包含强旱生植物7种、典型旱生植物52种。2、通过分析代表性群落-藏锦鸡儿-无芒隐子草+短花针茅群落可知,藏锦鸡儿群落结构较为稳定。(1)垂直结构表现为：地上部分,优势层片藏锦鸡儿的高度在25 cm左右,丛生禾草无芒隐子草(Cleistogenes songorica)和短花针茅(Stipa breviflora)共建亚优势层片的高度在5-10 cm左右；地下部分,藏锦鸡儿根系分布在2 m左右,为双层根系类型,并发育一定不定根,小根和细根集中分布在20-60 cm和140-170 cm的土层中,草本层的根系集中分布在0-30 cm的土层。(2)水平结构表现为：在10 m×10 m的范围内,藏锦鸡儿为随机分布,狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)、阿氏旋花(Convolvulus ammannii)、燥原荠(Ptilotrichum canescens)为聚集分布,短花针茅、无芒隐子草、单叶黄芪(Astragalus efoliolatus)、冷蒿(Artemisia frigida)随着取样范围的增加先呈聚集分布而后为随机分布。(3)藏锦鸡儿与其它多年生植物问没有相关关系,不存在种问竞争。(4)藏锦鸡儿引起了群落内土壤全氮、有机碳、土壤水分的空间异质性分布,但这对群落内其它多年生植物的分布格局没有影响。藏锦鸡儿富集的土壤养分并不被其它多年生植物所利用。2、藏锦鸡儿种群分布格局随着降水量的递减发生了变化。随着降水量的减少,藏锦鸡儿种群中存活藏锦鸡儿和成熟藏锦鸡儿在一定范围内的均匀分布格局被随机分布格局所取代。3、藏锦鸡儿形态特征为近半椭圆形的垫状特征,平均灌幅为57 cm×44 cm,灌丛高为22 cm；藏锦鸡儿的根和茎都存在劈裂现象。4、藏锦鸡儿沙堆效应体现固沙效应和沃岛效应,固沙效应表现为：藏锦鸡儿群落每平方米固定0.031 m3的风沙；藏锦鸡儿聚集的主要是细沙粒,占沙堆土壤机械组成的73%。沃岛效应表现为：藏锦鸡儿沙堆内的土壤平均有机质和全磷含量均高于沙堆外的。在沙堆内,土壤有机质和全磷含量随着土层深度的增加呈先增加后减小的趋势,在地面以上的20 cm处达到最大；土壤水分呈递增趋势。藏锦鸡儿对干旱环境表现出较强的适应能力,灌丛沙堆的形成促进了藏锦鸡儿的生长和发育。藏锦鸡儿群落虽然有相对较高的稳定性,但是鉴于现在藏锦鸡儿普遍退化较严重和藏锦鸡儿显着的生态功能,对藏锦鸡儿群落应合理利用,在夏秋季节可作为放牧草场,冬春季应加强保护。通过本研究我们更加系统的认识了干旱环境中植物与环境之间的相互关系,对干旱区的生态恢复及资源的可持续利用具有深远的意义。
徐莉[4]2003年在《新疆阜康地区重要荒漠植物自然种群生态遗传学研究》文中认为本论文试图以新疆阜康绿洲沙漠过渡带分布的叁种重要植物红砂(Reaumuria soongorica)、无叶假木贼(Anabasis aphylla)和角果藜(Ceratocarpus arenarius)作为研究对象，就其各自的生态遗传学特点做了初步的研究，进而探讨叁种荒漠植物自然种群在形态学、遗传学及生理生态学等方面的变异和分化与环境的关系，为阐释物种进化、物种形成的生态遗传学机制和制定生物多样性保护策略提供理论上的依据和遗传学背景。 首先，应用RAPD标记技术对分布于新疆阜康荒漠的重要植物红砂种群遗传结构和遗传多样性进行了分析。15条随机引物对红砂7个亚种群的136个个体进行扩增，共检测71个位点，其中多态位点69个。研究结果表明：红砂种群的多态位点比率(PPB)为97.18％，显示出分布于过渡带的红砂种群内存在较高的遗传多样性。Shannon多样性指数(0.3075)、Nei基因多样性指数(0.3127)和基因分化系数(Gst=0.3120)揭示了红砂种群遗传变异多存在于亚种群内，而亚种群间的遗传分化则较小。红砂亚种群间的基因流Nm=1.1028，Nm＞1但低于一般风媒传粉植物(Nm=5.24)的基因流水平，处于分化的临界状态。AMOVA分析说明红砂种群变异的61.58％存在于亚种群内，而亚种群间的变异占总变异的38.02％。另外，通过RAPD资料的聚类分析、主成分分析以及相关性分析研究，发现红砂自然种群的遗传结构与绿洲沙漠过渡带的微生境生态因子(主要是土壤因子)相关，其中红砂亚种群遗传多样性水平与土壤中全磷和Cl~-含量呈显着负相关，与CO_3~(2-)含量呈显着正相关。而其它土壤生态因子则与红砂的遗传多样性指数的相关性均不显着(P＞0.05)。表明红砂个体的分布可能与过渡带土壤的某些易溶性盐分相关。研究还发现，随着土壤中有机质、水分、全氮和全磷含量的减少，红砂种群的遗传多样性水平有上升的趋势。这可能与植物为了适应恶劣环境而在长期进化中产生更大的遗传变异潜力有关。本试验结果也进一步证实分布于较小范围内的红砂亚种群间的遗传距离、遗传多样性与亚种群的地理距离(经纬度差异)大小无显着的相关性。 同时，本文采用RAPD标记技术对分布于新疆阜康绿洲沙漠过渡带的重要藜科盐生半灌木无叶假木贼种群和一年生泌盐性草本角果藜种群的遗传多样性和遗传分化进行了研究。试验分别选择了16条随机引物，对同一生境中的无叶假木贼3个亚种群(58个个体)及角果藜4个亚种群(80个个体)进行RAPD扩增。研究结果表明：无叶假木贼种群的多态位点比率(PPB)为94.56％，角果藜种群的多态位点比率则为98％，显示出分布于过渡带的无叶假木贼和角果藜种群内均存在较高的遗传多样性，而角果藜种群遗传多样性水平高于无叶假木贼种群。经分析表明，无叶假木贼种群与角果藜种群的Shannon多样性指数分别为0.1403和0.1615，基因分化系数(G_(ST))为0.1469和0.1659，揭示了两物种种群遗传变异多存在于亚种群内，亚种群间的遗传分化则不明显。AMOVA分析说明无叶假木贼种群变异的87.59％存在于亚种群内，而亚种群间的变异占总变异的12.41％；而角果藜亚种群内与亚种群间的变异则分别占总变异的87.43％和12.57％。另外，通过RAPD资料的聚类分析及相关性分析研究，发现无叶假木贼和角果藜自然种群的遗传结构与绿洲沙漠过渡带的微生境生态因子(主要是土壤因子)相关，其中无叶假木贼亚种群遗传多样性水平不仅与土壤含水量(W)、钾钠离子浓度(K+Na)和氯离子浓度(Cl)呈显着的正相关(P＜0.05)，还与土壤中有机质(SOM)、全氮(Nt)和全磷(Pt)含量呈显着的负相关；同时，角果藜种群的遗传多样性水平与土壤中有机质(SOM)和全氮(Nt)含量呈显着的正相关，而与CO_3~(2-)浓度呈显着的负相关；除此之外，其它土壤生态因子与两物种遗传多样性水平的相关性均不显着(卜0.05)。试验结果还进一步证实，分布于较小范围内的无叶假木贼和角果葵亚种群间的遗传距离、遗传多样性与亚种群的地理距离(经纬度差异)大小无显着的相关性。研究通过对同一生境、不同生活型的无叶假木贼和角果要两种盐生植物种群的遗传多样性进行分析比较，探讨了两种植物的遗传多样性水平与生态生物学特点和进化过程的关系，为进一步全面研究两种植物种群的遗传结构和进化适应提供参考。 另外，本文以构件理论为基础，运用灰色关联度分析技术，对新疆阜康荒漠红砂自然种群构件结构及其与环境因子的关系进行了研究.结果表明:l)植株冠幅是表征红砂生长情况的重要指标，随着红砂植株冠幅的增大，植株高度明显增加，而且植株冠幅与植株的一级分枝系统和当年生枝系统的构件因子相关度较大.2)在某种意义上，一级分枝系统是红砂植株的基础，叁级分枝系统和当年生枝系统则是二级分枝系统的派生物，它们之间的关联性显示了红砂种群构件组成间的整合作用。3)一级分枝系统内的分枝高度与分枝数、长度及分枝角度有较大的关联度，但与径粗关联度相对较小，说明一级分枝系统内后者的变化与前四者并不完全相似，表现出一定的异质性。4)在二级分枝系统中，一方面，各构件特征与一级分枝系统存在较大的关联度，反映了红砂种群构件结构一定程度的整合作用;另一方面，二级分枝构件系?
王迎春[5]2000年在《内蒙古西鄂尔多斯古老残遗物种生活史适应机制的比较研究》文中进行了进一步梳理内蒙古西鄂尔多斯草原化荒漠区位于古地中海边缘，荒漠成分中的多种古老残遗物种明显地构成了本地区植物区系的主体。这些物种在荒漠群系中大多为建群种或优势种，它们的存在对维持这一地区的生态环境具有十分重要的意义。本文选取了分布于该地区的叁种古老残遗物种四合木(Tetraena mongolica Maxim)、棉刺(Potaninia mongolica)、沙冬青(Ammopiptantus mongolica)为代表，对它们的繁育系统、胚胎发育过程、种子形成和散播机制等生活史关键阶段进行了比较研究，探索其长期适应环境的生殖策略以及生活史中存在的薄弱环节。研究结果如下： 1．从花部解剖结构看，四合木、沙冬青适应异花传粉的特征较为明显，如花内具蜜腺，具两型花柱等。沙冬青中观察到多种传粉昆虫。套袋实验表明，四合木是以异交为主，自交可育的类型。棉刺则更倾向于白花传粉。 2．胚胎发育过程具以下特点：(1)在小孢子发生、雄配子体形成过程中普遍存在败育和异常现象，败育高峰主要集中在两个时期，一是小孢子母细胞减数分裂到四分体时期，并伴随药壁绒毡层的提早解体。二是成熟花粉时期，成熟花粉具多种形式的发育异常。(2)大孢子发生和雌配子体形成过程中各有特点，四合木成熟胚囊为4细胞，由卵细胞、2个助细胞和中央细胞组成；沙冬青成熟胚囊为典型的八核七细胞的蓼型胚囊；棉刺则形成体细胞无孢子生殖胚囊。(3)首次报道棉刺胚胎发育过程中存在无融合生殖现象，其无融合生殖类型为体细胞无孢子生殖，属山柳菊型，形成多个八核七细胞的成熟胚囊。但一般只有一个胚囊中发育为胚。胚囊发育过程中具极性，由合点端向珠孔端延伸。未观察到正常的有性生殖胚囊的发育。(4)胚胎发育过程中普遍存在败育现象，以四合木的胚胎败育较为严重，败育率保持在80～90％。(5)叁种植物均产生无胚乳种子，胚发育成熟时，胚体中积累的营养物主要是多糖和蛋白质。 3．种子成熟时不存在形态上和生理上的休眠，且发芽均一。但种子普遍不耐储藏，随储藏时间的增加，种子活力逐渐下降。 4．种子萌发过程中多糖的消耗具以下规律：储藏于小液泡中的多糖随着种子萌发，以淀粉粒的形式转运和消耗，降解完多糖的小液泡彼此融合形成大的中央液泡，个别多糖囊泡彼此融合成1～2大的囊泡，PAS反应染色均匀。 5．具以下生殖保障对策：(1)花多果少的果实和种子产量格局，种群的开花
吴昊[6]2016年在《西鄂尔多斯地区沙冬青群落退化特征研究》文中指出近年来,在西鄂尔多斯地区部分沙冬青群落开始退化,本文通过对西鄂尔多斯地区不同退化阶段沙冬青群落的群落结构、数量特征,沙冬青种群结构及空间分布进行调查分析,同时对群落内土壤理化性质进行测定。以期探明群落退化过程与原因及其土壤理化性质的变化趋势,为日后合理保护沙冬青以及对沙冬青群落进行人工调控提供科学依据。经研究初步得出以下结论：(1)随着沙冬青群落退化程度的加剧,植物种数开始增加、生物多样性指数增大,一年生植物种比例升高,灌丛的地上生物量及盖度减小,而草本的地上生物量及盖度开始增大。(2)西鄂尔多斯地区的沙冬青种群缺乏幼苗,自然更新缓慢,仅在重度退化阶段才开始有幼苗的更新。沙冬青种群在未退化、轻度退化和中度退化阶段中呈均匀分布,而重度退化阶段中沙冬青种群呈集群分布。沙冬青种群可能是由于趋于老龄化而开始衰退,并在退化到一定程度的时候开始自我更新。(3)重度退化阶段土壤碱解氮含量比未退化、轻度退化和中度退化阶段分别高出85.68%、126%和78.9%,土壤速效磷含量分别高出28.5%、47.14%和56.67%,土壤速效钾含量分别高出55.18%、101.24%、128.76%；重度退化阶段土壤有机质的含量分别比未退化、轻度退化和中度退化阶段减少了31.44%、43.37%和43.22%。主成分分析显示植物群落退化对土壤养分有很大的影响。(4)未退化阶段的质量含水率分别比轻度退化、中度退化和重度退化阶段高出9.11%、52.83%,25.66%,土壤储水量则分别高出12.02%、74.08%、45.59%,主成分分析显示土壤水分可能是引起群落退化的原因之一。
智颖飙, 杨持, 王中生, 安树青, 王再岚[7]2008年在《孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)的濒危肇因与机制》文中提出对我国特有单属种孑遗植物四合木(Tetraena mongolica Maxim)的地理分布、生境条件、种群数量动态、空间分布格局、种间关系、种群的生命表、生殖力表、有性生殖、无性繁殖和遗传变异等种群生态学特征及其濒危肇因进行了系统分析。研究结果表明:四合木种群为高群集分布,种群曲线属Leak凸型。年龄结构不合理,其存活曲线接近于Deevey毢型,且将演化为小种群,群落内的生境异质性显着,种群处于不稳定阶段。四合木从开花期到结果期,生殖分配(RA)呈下降的趋势,生殖过程中胚胎发生败育、种子向幼苗难以转化使其有性生殖受阻,生活史趋于断裂,是最终导致其濒危的重要内因。分布区城市化、工业化以及过度放牧等原因造成其种群孤立和生境破碎化是物种导致濒危的外因,四合木生态适应性和生境适宜性下降造成遗传多样性逐步丧失。同时提出对我国特有植物四合木进行异地保护的可能性与必然性。
娜仁花[8]2007年在《西鄂尔多斯孑遗植物干旱胁迫生理响应研究》文中提出为揭示生境物理因子与生理响应的相关关系,及古地中海孑遗植物在干旱胁迫下的生理适应方式,从而确定对其保护的相应对策。本论文以西鄂尔多斯绵刺、沙冬青、四合木叁种形态适应不同的植物作为实验材料,采用不同浓度PEG模拟干旱胁迫处理,测定随着干旱胁迫的不断加强,叁种植物的保护酶、丙二醛和内源激素活性与含量等生理指标的变化情况,并测定了叁种植物生境土壤含水量和营养元素含量。论文研究结果如下:1.回归分析表明:响应于干旱胁迫,四合木的IAA、POD、SOD和MDA起主要作用,而MDA与渗透势的相关性最好;绵刺的SOD和IAA共同调节体内氧化物的平衡,而MDA与渗透势的相关性最好;沙冬青的POD、iPA和SOD在干旱胁迫下起主要抗逆作用。2.绵刺保护酶的启动与土壤铁元素有关,而四合木保护酶的启动与铜和钼等土壤营养元素有直接关系,沙冬青在30-40cm层的固氮作用显着。3.生理抗旱性强弱是:四合木<沙冬青<绵刺。绵刺是以躲避方式适应干旱胁迫;四合木是以忍耐方式适应干旱胁迫;沙冬青是以抵抗方式适应干旱胁迫。沙冬青和四合木应加强植物种质资源保护;绵刺应加强其栖息地的保护。研究结果将对古地中海孑遗植物适应与演变方面的研究有重要的参考价值,同时也为濒危植物的保护提供理论依据。
石松利[9]2009年在《不同生境四合木（Tetraena mongolica Maxim.）生理生态适应机制及濒危机理研究》文中指出四合木(Ttraena mongolica)是蒺藜科(Zygophyllaceae)单种属的古地中海孑遗植物,中国狭域和特有分布种,典型的西鄂尔多斯特有单种属和特有群系,国家二级保护植物,在植物分类、植物区系研究上具有重要科学意义,在防风固沙、水土保持和维持荒漠生态系统功能方面具有重要作用。四合木分布区的生态环境十分脆弱,近年来由于自然环境恶化和人为因素破坏,四合木种群在分布区内破碎化程度逐渐加剧,生境适宜性已明显下降,濒危状况日益严重,对四合木物种保护生物学的研究已引起生物学工作者的广泛关注。因此研究空间上斑块分布区的生境适宜性和四合木的生态适应性具有十分重要的意义,将有助于探索四合木种群的濒危机制,也将为濒危植物保护措施的制定提供科学依据。本论文选取四合木分布区5个不同典型生境为研究样区,以同生境近缘种霸王为对照,通过对种群特征和土壤理化性质(土壤有机质、营养元素和微量元素)的研究,结合野外天然生长状态下不同季节植物水分参数特征、内源激素、抗氧化系统、光合作用、蒸腾作用及水分利用效率等方面特征分析对不同生境四合木抗旱生理生态适应机制及濒危机理进行了系统的研究。研究结果如下:1.研究区不同生境四合木种群密度、盖度、年龄结构存在显着差异,且低山、台地、丘陵种群所处生境有利于四合木幼苗更新和植物生长,其密度和盖度较大,适合建立保护区,应该进一步加强保护;高平原和倾斜平原种群所处生境不利于四合木幼苗更新和植物生长,四合木逐渐被适应性更强的霸王所取代,其密度和盖度较小,四合木有趋于消亡的趋势,应该引起关注。2.研究区四合木根际土壤有机质含量、土壤含水量、营养元素(N、P、K)、微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B)含量均较低,pH偏高,体现出贫瘠碱性化的荒漠土壤特点。运用数理统计将5个样地土壤理化性质进行聚类分析,分为两类:低山、台地、丘陵样地为一类(A类),高平原、倾斜平原为一类(B类)。两类样地土壤理化性质存在一定的差异:低山、台地、丘陵样地(A类)土壤营养元素(N、P、K)和微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn的全量和有效量;有效B、有效Mo)、土壤有机质含量及土壤含水量都显着高于B类,而pH值显着低于B类。3.四合木水分参数Ψ_s~(sat)、Ψ_s~(tlp)值较低, AWC、V_a/V_0值较高,体现荒漠灌木四合木较强的干旱适应性特点。四合木主要水分参数Ψ_s~(sat)、Ψ_s~(tlp)值及ε~(max)表现为5月>7月>9月,AWC、V_a/V_0表现为5月<7月<9月,四合木耐旱性随5月、7月、9月递增,这种季节变化规律与植物生长发育的节律相吻合即与物候的进程一致。对5个生境四合木进行耐旱性排序,得出倾斜平原、高平原>丘陵>台地>低山,将叁个月份5个不同生境四合木水分参数进行聚类。结果和土壤理化性质结果相一致,低山、台地、丘陵四合木为一类(A类),耐旱性强弱,高平原、倾斜平原四合木为一类(B类),耐旱性较强。两类样地植物水分参数特征存在一定的差异:叁个月份Ψ_s~(tlp)值、Ψ_s~(sat)值和AWC值均表现为高平原、倾斜平原四合木显着低于低山、台地、丘陵四合木。不同生境四合木的渗透调节机制不同,倾斜平原和高平原的四合木其体内通过增加细胞质浓度进行渗透调节能力较强(较低的Ψ_s~(tlp)值和Ψ_s~(sat)值);而生境为低山、台地和丘陵四合木抗脱水能力较强(较大的AWC值)。4.不同生境四合木体内ABA和GA_3含量均表现为随5月、6月、8月而不断升高,而IAA的含量和ZR的含量均表现为:6月>8月>5月,一方面体现出内源激素对植物生长发育的调控作用,另一方面体现出内源激素在抗逆性中发挥重要作用,干旱胁迫下,IAA和ZR的含量降低,ABA和GA3含量升高,内源激素协同作用促进植物度过不良环境。不同生境条件四合木内源激素存在显着差异:5月份IAA含量表现为在A类样地>B类样地,8月份ABA含量和GA_3含量表现为在A类样地>B类样地。内源激素的综合调控作用是A类样地四合木种群密度和盖度较大的内在原因之一。5.不同生境四合木体内MDA含量均随5月、6月、8月而不断升高,表明随着季节进程加剧叶片受到的过氧化伤害也在不断加剧,而四合木体内抗氧化酶类SOD、POD、CAT、AsA-POD、GR和非酶氧化剂GSH、AsA随5月、6月、8月而不断升高,二者协同作用共同抵抗干旱胁迫诱导的氧化伤害。不同生境四合木的抗氧化系统存在差异性:A类样地受到的膜质过氧化强度相对较低,其体内的抗氧化酶活性和抗氧化剂含量较低;而B类样地四合木根际土壤干旱程度较高,均有提高一定幅度的抗氧化酶活性和抗氧化剂含量以清除干旱导致的氧化伤害的能力。抗氧化系统的调节是四合木对不同生态环境适应的重要生理反应之一。6.对B类样地建群种四合木和近缘种霸王进行比较研究,相同生境下四合木叶片MDA含量均显着高于霸王,膜质过氧化程度高于霸王,抗氧化酶活力和抗氧化剂含量均显着高于霸王,四合木体内ABA、IAA、ZR、GA3含量低于霸王,四合木保持最大膨压和维持最低膨压的水势阈值弱于霸王,耐旱性弱于霸王。说明同生境下霸王竞争有限的环境资源以促进植物生长发育的能力和耐旱性强于四合木,耐受相同程度环境胁迫的能力强于四合木,这些可能是四合木逐渐被霸王取代以及分布局限和濒危的重要内在原因之一。7.自然条件下,四合木和霸王叶片的光合速率、蒸腾速率日进程均呈“双峰”曲线,净光合速率、蒸腾速率峰值分别出现在11:00和15:00,两种植物上午的光合速率、蒸腾速率高于下午。四合木、霸王净光合速率、蒸腾速率具有明显的“午休”现象,而光合速率午间降低的原因主要是由气孔因素即孔导度降低造成的,蒸腾作用的午间降低是旱生植物通过关闭气孔来适应午间高温或防止叶片过度蒸腾失水的一种生态适应对策。PAR和Gs是影响这两种植物光合作用速率和蒸腾速率Tr的最主要因子。二者相比霸王比四合木具有较高的光合速率和水分利用效率,这可能是四合木逐渐被霸王取代以及分布局限和濒危的重要内在原因之一。
刘哲荣[10]2017年在《内蒙古珍稀濒危植物资源及其优先保护研究》文中研究说明生物多样性是人类社会发展的物质基础,由于不断加剧的人为活动影响以及气候变化等原因,生物多样性面临前所未有的危机。内蒙古位于亚洲中部干旱区,属于我国生物多样性的关键地区之一,其生态系统和生物类别丰富而古老,地带性分异复杂,使得地区生物多样性保护尤为重要。珍稀濒危植物作为生物多样性的重要组成部分,对其进行合理的研究和有效的保护,已成为国际社会关注的热点。同时,对珍稀濒危植物的相关研究为野生生态资源的优化保护提供理论依据与方法。本研究以《中国珍稀濒危保护植物名录》、《中国植物红皮书》、《国家重点保护野生植物名录(第一批)》、《中国物种红色名录》受威胁种、《中国生物多样性红色名录—高等植物卷(2013)》受威胁种,《内蒙古珍稀濒危保护植物名录》、《内蒙古珍稀濒危植物图谱》中的内蒙古部分为初始数据,并对其名称、拉丁学名、科属的归属问题等做了一系列的修定和完善,最终确定127种珍稀濒危植物为研究对象。在系统收集、整理不同学者对内蒙古珍稀濒危植物相关文献资料的研究成果及数据的同时,进行野外实地调查和标本采集,采用植物区系分析、植物资源调查、植物优先保护、热点地区和GAP分析,对内蒙古珍稀濒危植物区系组成及特征,植物资源的基本组成和类型,濒危等级和优先保护级别,保护现状及生境保护红线等方面进行研究和探讨。得到以下研究结果:(1)内蒙古珍稀濒危植物共53科、103属、127种。其中蕨类植物1种;裸子植物3科5属9种;被子植物49科97属117种;内蒙古珍稀濒危植物在全区东、西阿拉善州、贺兰山州以及兴安北部州分布较多,仅分布于一个州的物种有59种,占总种数的46.46%;垂直分布格局呈单峰形态,在海拔1000~1600m之间的植物种数最多;豆科、菊科和毛茛科植物最多,单种属有35属;区系成分以温带分布型比例最高,起源古老,孑遗植物较多,草本和中生植物比例最大,与内蒙古植物区系特征相似。(2)内蒙古珍稀濒危植物资源可分为5大类,18小类。食用植物资源中,野菜植物16种,野果植物8种,油脂植物20种,饲用植物65种,蜜源植物16种,淀粉植物12种,色素植物5种,甜味剂植物3种,芳香植物22种。药用植物有63种。工业用植物资源中,木材植物18种,纤维植物16种,树脂植物5种,鞣质植物11种,树胶植物5种。农业用植物资源中,农药植物13种;观赏与环境改良植物资源中,绿化观赏植物59种,环境改良植物35种。18类资源植物中,所含种类最多的是饲用植物,有65种,占资源植物总数的61.90%,其次是药用植物,有63种,占资源植物总数的60%;具有5类及以上用途的植物共有32种,占资源植物总数的30.48%;采用综合评价法,将内蒙古珍稀濒危饲用植物划分为优等、良等、中等、低等、劣等、可做牧草6个等级。其中,优等6种,良等4种,中等15种,中等及以上植物共有25种,占资源植物总数的23.81%;利用层次分析法对内蒙古珍稀濒危药用植物资源进行评价,可分为叁级,其中,Ⅰ级药用植物有36种,Ⅱ级药用植物有20种,Ⅲ级药用植物有7种,分别占药用植物资源总数的57.14%,31.75,%和11.11%。(3)以内蒙古127种珍稀濒危植物为评估对象,建立了该地区植物优先保护评价体系,评价指标的设定在充分利用野外考察数据的同时中加入了IUCN评估体系在全国尺度下对植物的评估结果,也考虑到了该区地理位置和生态环境的特殊性,加入了植物种抵抗灾害能力的指标,以及海拔高度等在该区可能发生重要影响的指标;评估结果为,极危(CR)种2种、濒危(EN)种13种、易危(VU)种37种、近危(NT)种44种,无危种(LC)31种,分别占总数的1.57%、10.24%、29.13%、34.65%、24.41%,其中受威胁种即极危(CR)、濒危(EN)和易危(VU)种共52种,占总种数的40.94%;优先保护级别的评估结果为,一级保护植物有28种、二级保护有71种、叁级保护有28种,分别占评估总数的22.05%、55.91%、22.05%;由于评估方法不同,有些种的评估结果与《中国生物多样性红色名录—高等植物卷(2013)》、《内蒙古珍稀濒危保护植物名录(1989)》中的濒危等级和保护级别存在一定差异。一些植物种类濒危等级及保护级别在之前发布的保护名单中尚未体现的,在本次评估中获得了较高的濒危等级和保护级别。(4)以热点地区与GAP分析方法为理论基础,通过计算累计保护效率和累计保护面积来评价和筛选重要物种分布县,从而鉴别出优先、次要和一般保护县。根据保护生物学原理,对重要物种的具体分布位置,考虑不同属性的植物物种所需的最小生存面积不同,依据生活型、分布范围和受威胁程度对关键植物的重点保护区域划定不同等级的缓冲区。将两者迭加后,最后得到内蒙古珍稀濒危植物生境保护红线;127种红线保护植物中,有81种已得到各级自然保护区保护,占红线保护植物总数的63.78%;内蒙古珍稀濒危植物整体保护红线面积为50.68万km~2,占内蒙古总面积的42.84%;内蒙古珍稀濒危植物生境保护红线划定方法的探讨,对划定生态安全预警红线具有参考意义。建议对未受到内蒙古各级自然保护区保护的红线保护植物进行保护,进一步加强自治区至全国范围内的红线保护植物调查工作,以便提高数据的精确性和完整性,在完善本底数据的基础上,对红线关键植物就地保护的有效性进一步评估,量化就地保护有效性指标,对未受到有效保护的植物进行研究,提高保护红线植物的效率。
参考文献：
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[2]. 内蒙古西鄂尔多斯荒漠珍稀濒危植物水分利用策略[D]. 陈婕. 中国林业科学研究院. 2016
[3]. 鄂尔多斯高原藏锦鸡儿（Caragana tibetica）的生态适应性[D]. 张璞进. 内蒙古大学. 2011
[4]. 新疆阜康地区重要荒漠植物自然种群生态遗传学研究[D]. 徐莉. 西北大学. 2003
[5]. 内蒙古西鄂尔多斯古老残遗物种生活史适应机制的比较研究[D]. 王迎春. 内蒙古大学. 2000
[6]. 西鄂尔多斯地区沙冬青群落退化特征研究[D]. 吴昊. 内蒙古农业大学. 2016
[7]. 孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)的濒危肇因与机制[J]. 智颖飙, 杨持, 王中生, 安树青, 王再岚. 生态学报. 2008
[8]. 西鄂尔多斯孑遗植物干旱胁迫生理响应研究[D]. 娜仁花. 内蒙古农业大学. 2007
[9]. 不同生境四合木（Tetraena mongolica Maxim.）生理生态适应机制及濒危机理研究[D]. 石松利. 内蒙古大学. 2009
[10]. 内蒙古珍稀濒危植物资源及其优先保护研究[D]. 刘哲荣. 内蒙古农业大学. 2017
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