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宁夏贺兰山杜松（Juniperus rigida）表型多样性与化感作用研究

作　者: 刘雨
导　师: 胡景江；李登武
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 植物学
关键词: 杜松物种多样性表型多样性化感作用
分类号: Q948.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

杜松（Juniperus rigida）属柏科（Cupressaceae）刺柏属（Juniperus）,由于人为干扰破坏、生境片断化的影响,在我国大多数地区已处在濒临灭绝的境地,是陕西省重点保护植物,具有耐寒、耐旱、耐贫瘠的特点,在水土保持、涵养水源、改善环境等方面具有重要的作用,杜松也是贺兰山水源涵养林的主要组成群系。因此,对其开展相关研究具有十分重要的理论与实践意义。本文运用植物种群生态学、化学生态学及多种数量统计分析方法,对宁夏贺兰山国家级自然保护区的杜松群落组成、物种多样性、表型多样性和化感作用等几个方面进行了研究,旨在为本区杜松的可持续经营、管理与保护提供理论依据。主要研究结果如下:1.宁夏贺兰山国家级自然保护区杜松群落植物种类较为简单,群落中共出现种子植物24种,隶属于16科、22属。其中裸子植物2科、2属、2种,占总种数的8.33%;被子植物14科、20属、22种,占总种数的91.67%,包括双子叶植物11科、16属、18种,单子叶植物3科、4属、4种。2.杜松群落结构较简单,基本上可分为乔木层、灌木层和草本层3个层次,以及一定数量的层间植物和地被植物。群落不同层次物种多样性大小依次为草本层>灌木层>乔木层。种群Ⅱ杜松较稀疏,树间距离较大;而种群Ⅲ较郁闭,树间距离小。3.在宁夏贺兰山国家级自然保护区杜松群落内,杜松的实生苗很少见,主要是靠无性繁殖的方式来延续种群的。4.杜松表型性状在种群间和种群内存在极其丰富的变异,种群间共有11个性状指标达到极显著水平,种群内共有7个性状指标达到极显著水平。表型分化系数即种群间变异为66.63%,大于种群内的变异（33.37%）,种群间变异是杜松表型变异的主要部分。20个表型性状间多数呈极显著或显著相关。杜松表型性状与生态因子相关分析表明,其表型变异呈梯度规律性,随着海拔的升高,叶宽逐渐增大;随着郁闭度的增加,叶长和一级侧枝总数都逐渐增大;枝下高随着坡度的增大而增大。通过表型性状的聚类分析可以将杜松6个种群划分为4类。5.杜松不同水浸提液及挥发油中均存在植物生长抑制物质,其对油菜、小麦和油松种子萌发及幼苗生长都存在不同程度的抑制作用,这种影响效应与水浸提液浓度显著相关。其中,当水浸提液浓度为0.10gDw·mL^-1时,多数指标均达到显著的抑制作用或部分指标达到极显著的抑制作用,降低了小麦和油松幼苗根系活力和叶绿素含量。当凋落物水浸提液浓度为0.025gDw·mL^-1时,对小麦和油松幼苗体内过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性均有显著的促进作用;当浓度为0.10gDw·mL^-1时,对小麦和油松幼苗体内抗氧化物酶活性有显著的抑制作用,同时亦使幼苗体内丙二醛（MDA）的含量显著增加。对5种水浸提液的定性鉴定显示,凋落叶、果皮和根中含有酚类化感物质。结合本研究和以往研究结论,分析认为,生境条件恶劣、竞争能力弱、新植株生成困难（结实率低、种子萌发率低、幼苗生长条件差等）等原因致使杜松种群天然更新困难、生存状况不佳,呈衰退的演化趋势。加之外界干扰破坏（主要是人为干扰）,不但直接造成种群内杜松数量的减少,而且导致其生境的片断化和生态环境的恶化,加重了杜松濒危的趋势。虽然杜松种群内表型多样性也较高,但不同种群间已产生严重的表型分化,采取积极有效的保护措施已十分必要。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-12
第一章文献综述  12-24
  1.1 保护生物学方面的研究  12
  1.2 植物群落物种多样性研究进展  12-15
    1.2.1 物种多样性的概念及其研究意义  12-13
    1.2.2 群落物种多样性调查方法  13-14
    1.2.3 群落物种多样性的量度方法  14
    1.2.4 群落物种多样性的应用研究  14-15
  1.3 植物表型多样性研究进展  15-18
    1.3.1 国外表型多样性研究进展  16
    1.3.2 国内表型多样性研究进展  16-18
  1.4 植物化感作用研究进展  18-21
    1.4.1 化感物质种类与合成途径  18-19
    1.4.2 化感物质产生与释放途径  19
    1.4.3 化感物质的作用机理  19
    1.4.4 化感作用的生物检测方法  19-20
    1.4.5 化感作用的应用前景  20-21
  1.5 杜松的研究进展  21-23
    1.5.1 杜松的生物学特性、生态学特性及用途  21-22
    1.5.2 杜松的地理分布  22
    1.5.3 杜松研究概况  22-23
  1.6 研究目的与意义  23-24
第二章研究地区的自然概况  24-27
  2.1 地理位置  24
  2.2 地质、地貌和土壤  24
  2.3 气候、水文和植被  24-27
第三章宁夏贺兰山杜松生存现状调查研究  27-33
  3.1 研究方法  27-28
    3.1.1 样地的选择及其调查  27
    3.1.2 数据分析  27-28
  3.2 结果与分析  28-31
    3.2.1 物种组成及数量特征  28
    3.2.2 群落垂直结构分析  28-30
    3.2.3 群落物种多样性  30-31
    3.2.4 杜松天然种群的郁闭度  31
    3.2.5 无性繁殖特性  31
  3.3 讨论  31-33
    3.3.1 宁夏贺兰山国家自然保护区植物种类问题  31
    3.3.2 群落物种多样性问题  31-32
    3.3.3 杜松天然种群的郁闭度  32
    3.3.4 无性繁殖特性  32-33
第四章杜松天然种群表型多样性研究  33-49
  4.1 材料与方法  33-34
    4.1.1 种群选择与材料采集  33
    4.1.2 性状测定方法  33
    4.1.3 统计分析  33-34
  4.2 结果与分析  34-46
    4.2.1 杜松种群间和种群内的形态变异特征  34-35
    4.2.2 杜松各形态性状变异来源及种群间的表型分化  35
    4.2.3 杜松表型的形态变异特征  35-40
    4.2.4 杜松表型性状的主成分分析  40-41
    4.2.5 杜松表型性状间的相关关系  41
    4.2.6 杜松表型性状和生态因子相关关系  41-46
    4.2.7 杜松天然种群表型聚类分析  46
  4.3 讨论  46-49
    4.3.1 种群内与种群间表型变异特征  46-47
    4.3.2 表型变异与生态因子的关系  47-49
第五章杜松化感作用研究  49-59
  5.1 材料与方法  49-50
    5.1.1 供试材料  49
    5.1.2 研究方法  49-50
  5.2 结果与分析  50-57
    5.2.1 水浸提液对种子萌发及幼苗生长的影响  50-53
    5.2.2 挥发油对油菜种子萌发及幼苗生长的影响  53
    5.2.3 凋落物水浸提液对2 种植物种子萌发及幼苗生长的影响  53-57
    5.2.4 酚类化感物质定性鉴定结果  57
  5.3 讨论  57-59
第六章结论  59-61
  6.1 群落物种数量特征、多样性及郁闭度  59
  6.2 杜松的表型多样性  59
  6.3 杜松的化感作用  59
  6.4 濒危原因及保护措施  59-61
参考文献  61-69
致谢  69-70
作者简介  70

宁夏贺兰山杜松（Juniperus rigida）表型多样性与化感作用研究

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