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

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

王迎春[1]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》文中研究指明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三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)三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

张颖娟[2]2002年在《西鄂尔多斯的生物多样性特征与适应性进化分析》文中研究指明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,

王迎春, 杨持[3]2001年在《物种生活史策略的研究现状》文中认为保护生物学的研究工作近年来发展非常迅速 ,而植物生殖对策 ,生活史策略等方面的研究己成为该领域的研究热点之一 .文章对最近十年来国内外研究者对物种生活史策略的研究现状加以综述 .

甄江红[4]2008年在《濒危植物四合木生境的景观动态与适宜性评价研究》文中认为四合木为鄂尔多斯高原所特有的蒺藜科单种属植物,因起源古老、抗逆性强,并为生物多样性起源和环境演变研究的理想对象,四合木具有重要的学术研究价值且倍受关注。但近年来四合木分布区生态环境与景观格局发生了显著变化,原有植被自然景观破碎化明显,生境岛屿化现象普遍,致使其种群数量锐减,处于濒危状态。为此,本文即以四合木为研究对象,以其分布范围为研究区域,以四合木分布区内不同的种群斑块为生境单元,借助1977、1990、2000与2005年4个时期陆地卫星遥感影像,运用3S技术,在分析四合木种群面积动态变化的基础上,探讨其生境景观格局时空演变特征及其影响因子与作用份额;通过不同生境四合木种群数量与结构特征的比较研究,分析四合木对生境适应性的空间差异及生境与景观格局变化对其种群动态的影响;在深入分析四合木生境需求的基础上,确定影响其生存的主要生态因子及其代用指标,并用评价模型进行生境适宜性评价。主要结论如下:1.四合木主要分布在黄河与桌子山之间的狭长地带上,分布区总面积2824.31km2,由8个种群斑块组成。在研究时段内其种群面积不断减少,28a年间减少了19.36%,年均减少13.40km2;但在不同时空尺度上的减少速率并不相同。其中,以1990~2000年间减少得最快,1977~1990年间减少得最慢,且其年减少率有逐年增大趋势;在空间分布上四合木面积以桃司兔种群减少得最多,低山种群减少得最少;千里山种群减少速率最大,乌家庙种群减少速率最小。2.四合木是研究区的基质景观,但1977年以来其生境景观格局发生了较大变化。在整个景观中,斑块数量、斑块密度、景观形状指数及多样性与均匀性指数不断增加,而斑块平均面积与优势度指数逐年减小,表明研究区的景观组分趋于复杂化、破碎化与多元化。各生境类型区中,以石嘴山、桃司兔、千里山与乌达种群的景观格局较为破碎,景观结构趋于复杂;乌家庙、棋盘井与海南种群的景观格局较为完整,景观中有连通度极高的优势斑块类型存在。在各种景观中,四合木是研究区最大的景观组分,但研究时段内其主导地位不断下降,空间分布趋于分散、破碎;而耕地与林地、城镇与居民点、工矿、沙化土地及其它植被面积大幅增长,有连片延续发展且在景观中的作用与影响程度逐渐加大趋势。3.研究区历年气候波动和人类活动变化的代用指标分析表明,20世纪70年代以来,四合木分布区旱化趋势加剧,水分亏缺严重,加之人口数量剧增及城市化与工业化的巨大压力,使四合木的生存环境面临更为严峻的考验。各因素对四合木生境影响的累加效应分析表明,自然因素与四合木种群面积的关联程度大多以4a左右的平均尺度最高,人为因素的关联程度大多以6a左右的尺度最高,具有在时间尺度及累加作用上大于气候条件变化的特点。从主成分因子的信息贡献来看,人为因素对四合木生境影响作用的贡献率为55.66%,自然因素的贡献率为44.34%,可见人为因素的作用是导致四合木生境劣化的主要原因。4.不同生境的四合木种群数量与结构特征有所不同,表明四合木对不同生境的适应性有一定差异。其中四合木密度与多度以海南、低山种群较高,棋盘井与乌达种群较低;盖度、高度、冠幅以低山、乌家庙种群较大,乌达、千里山种群较小;重要值和综合优势比以低山、乌家庙、棋盘井种群较高,乌达与千里山种群较低;不同生境中四合木种群的径级、龄级、冠幅、高度结构亦有差别,体现出低山、乌家庙、棋盘井种群中四合木的适应性较高,而乌达与千里山种群中其适应性相对较低的特点。5.四合木生境适宜性的定量评价与分析表明,研究区内的气候与地形等自然因素不是四合木生长及濒危的限制性因素;而人类活动的干扰使其较不适宜或不适宜的生境面积增加了1.42%,且有33.71km2的可生存生境退化为较不适宜生境,说明人为活动可能是导致四合木局部濒危的关键因素。在各生境类型区内,以乌家庙、低山、棋盘井种群的生境质量较好,而乌达与千里山种群的生境质量较差。

智颖飙[5]2004年在《四合木(Tetraena mongolica Maxim)异地保护生物学基础研究》文中研究说明合木(Tetraena mongolica Maxim)为蒺藜科的一个单种属的古老残遗植物物种,其分布范围极为有限,仅分布于内蒙古西鄂尔多斯草原化荒漠区。强旱生植物,常为建群种。它的存在不仅在植物区系及系统演化上具重要地位,在生态环境保护上也具有很大价值。近年来,由于各种因素干扰,其分布范围逐渐缩小并破碎化,被列为国家二级保护植物,对四合木物种保护的研究已引起生物学工作者的广泛关注。目前,有关濒危物种异地保护生物学研究已有很多。针对四合木的保育生物学研究也已有一系列工作,包括胚胎学、种群生态学以及就地保护生物学等方面的研究,但对其异地保护生物学缺乏全面的了解。本文对四合木异地保护的生态地理条件、气候生物学特征、客土栽培(从乌海东移500km到东胜)和无土栽培四合木的生长量进行分析,同时从西鄂尔多斯地区地球化学循环和四合木生境适宜性特征角度,研究土壤和四合木植株的微量元素Fe,Mn,B,Cu,Zn,Co,CI,Se和Mo含量特征以及氨基酸含量特征,分析四合木的生态适应性以及探讨异地保护不易成活的原因,对四合木异地保护过程中的生态适应性与生境适宜性进行综合分析,为四合木异地保护提供实践经验和理论指导,结果如下: 1.异地保护栽培的四合木生长量之间差异显著。同一地区、同一气候、不同土壤2年生四合木实生苗生长量(植株干重以及地上部分体积)之间差异不显著,而不同地区、不同气候、不同土壤间四合木生长量之间相去甚远。其生长量(干重)顺序为乌海-东胜土(12.17g)>乌海-乌海土(10.57g)>东胜-乌海土(3.10g)>东胜-东胜土(2.59g)。以分布区东胜土壤四合木生长量为最大,异地保护区土壤四合木生长量为最小。说明分布区自然条件的适宜性,又说明土壤养分条件对四合木生长的影响。 2.四合木自然分布区地温昼夜温差与气温昼夜温差的特殊性可能是造成其异地保护能否成功的重要限制因子之一。温度逆境是造成植物地域分布的主要限制因子。从气候生物图解以及温度指标的分析来看,四合木分布区与异地保护区之间全年各月平均温度差异显著,全年气温日较差以及温暖指数和寒冷指数差异极显著。四合木生长季不同深度地温昼夜温差具有特殊性,其中6-10月10cm地温温差极显著,7-10月40cm地温温差极显著,整个生长季15cm、20cm地温温

刘艳丽[6]2009年在《西鄂尔多斯荒漠胎生灌木种子萌发特性研究》文中指出本论文以西鄂尔多斯梭梭和驼绒藜两种荒漠胎生灌木种子作为实验材料,对种子在不同温度、不同沙埋深度和不同降水量下的萌发特性、种子吸胀动态、种子在不同吸胀阶段保护酶变化等内容进行研究,从而揭示荒漠胎生灌木适应环境的能力。论文研究结果如下:1.梭梭和驼绒藜在25℃时的发芽率最高分别为85%和93%,发芽时间分别为1.5h和12h。2.梭梭和驼绒藜胎生种子在0cm沙埋深度下萌发率最高,沙埋深度为2cm时,幼苗不能出土。3.梭梭在降水量40mm时的各生长指标达到最大;驼绒藜在降水量60mm时的各生长指标达到最大。4.梭梭种子的吸水速率较快,吸水5 min后达到最大;驼绒藜种子吸水20min后吸水速率达到最大。5.梭梭种子吸胀5min时的SOD活性最大,CAT活性最小;驼绒藜种子吸胀120min时SOD和CAT活性达到最大。二者POD活性在不同吸胀时期差异不显著。研究结果将对西鄂尔多斯荒漠灌木繁殖方式方面进行补充,以及对已有的胎生植物资料进行补充。

参考文献:

[1]. 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

[2]. 西鄂尔多斯的生物多样性特征与适应性进化分析[D]. 张颖娟. 内蒙古大学. 2002

[3]. 物种生活史策略的研究现状[J]. 王迎春, 杨持. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2001

[4]. 濒危植物四合木生境的景观动态与适宜性评价研究[D]. 甄江红. 内蒙古农业大学. 2008

[5]. 四合木(Tetraena mongolica Maxim)异地保护生物学基础研究[D]. 智颖飙. 内蒙古大学. 2004

[6]. 西鄂尔多斯荒漠胎生灌木种子萌发特性研究[D]. 刘艳丽. 内蒙古农业大学. 2009

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