青藏高原东缘种子大小变异的进化生态学研究——兼论种子大小适应辐射的空间格局证据

摘要

对青藏高原东缘106科412属1130种被子植物种子大小的变异模式、种子大小变异与系统发育、植物分布区类型、植物生活史特征、植被类型之间的相关性进行了分析研究，并从不同角度分析了海拔对种子大小变异的影响，以期揭示青藏高原东缘种子大小变异的进化及生态适应意义。结果如下：
　　 1、青藏高原东缘区系被子植物的种子大小呈现正态分布，种子大小从10-3mg到104mg相差约为6～7个数量级。种子大小主要集中在0.1～10.0mg范围之内，占到总种数的70.53％，属于小种子占优势的区系。整体上种子大小属于中度大小的种子的物种较多，而大种子和小种子的物种较少的分布格局类型。
　　 2、青藏高原东缘区系中，分类学水平纲、目、科均显著影响种子大小，其中，纲能解释11.6％的种子大小变异，目能解释31.4％，科能解释58.2％，与影响和控制种子大小的其它因素相比，科所占的比例最高，因而系统发育是决定种子大小的一个关键因子。
　　 3、无论纲、目、科级分类学水平，种子大小的变异都没有表现出一致的演化方向或演进模式，基本上是靠近基部类群的种子居于中间大小，随着演化水平提高，种子大小向大或者向小的方向变化发展。因而，现存被子植物的种子大小具有明显的适应辐射的演化特点。
　　 4、植物分布区类型不同，种子大小变异存在较大的差异。一般来说，古老类群具有相对较大的种子大小，而年轻类群的种子较小。
　　 5、种子大小变异与植物生活史各种性状如种子扩散方式、植物功能类群、植物生活型、植株高度、寿命、果实类型、开花季节、花期持续时间长短都存在一定的相关性，即使除去系统发育的影响。其中对种子大小变异影响最大的生活史性状是果实类型，其次是扩散模式和植株高度。
　　 6、植被类型也可以显著地影响青藏高原东缘植物区系种子大小的变异。植被类型中种子大小从大到小依次是森林、灌丛、农田、草甸及草地、水生植被、高山流石滩植被、垫状植被、沼泽。
　　 7、青臧高原东缘区系种子大小与海拔呈极显著的线性负相关性。但从整体上看，在海拔3100m处的种子大小居中，随海拔降低或升高，种子分别趋向于变大或变小的方向变化，即种子大小具有适应辐射演化的特点。
　　 8、海拔梯度变化对不同扩散模式、不同分布区类型、不同生活史特征、不同植被类型及各科内种子大小变异的影响没有统一的模式，但存在一个共同的特点就是，无论从哪个方面分析，种子大小都有适应辐射的特点，即以3100m为起点，随海拔降低或升高，种子分别趋向于变大或变小的方向变化，具有明显的趋异分化的特点。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 前 言

1.1 种子的产生、结构及功能

1.2种子大小概念

1.3种子大小研究进展

1.3.1 某一植物区系、群落、类群及种内种子大小组成及大小变异范围的研究

1.3.2种子大小与植物生活史特征之间的关系

1.3.3环境对种子大小的作用和影响

1.3.4种子大小的时空分布格局

1.3.5 种子大小与系统发育的关系

1.3.6种子大小变异的生态适应与进化意义

1.4 目前研究中存在的问题

1.5本研究的目的及意义

2材料与方法

2.1研究区域概况

2.2数据采集

2.2.1 种子采集

2.2.2种子处理称重

2.2.3物种鉴定

2.3统计分析

2.3.1 分类变量的划分

2.3.2数据库建立

2.3.3数据处理

3结果与分析

3.1 青藏高原东缘自然植被种子大小变异模式

3.2种子大小变异与系统发育的关系

3.3种子大小变异与植物分布区类型的关系

3.3.1 科的分布区类型与种子大小变异

3.3.2属的分布区类型与种子大小变异

3.4种子大小变异与植物生活史特征的关系

3.4.1 种子大小变异与扩散模式

3.4.2种子大小变异与生活型

3.4.3种子大小变异与植株高度

3.4.4种子大小变异与植物寿命

3.4.5种子大小变异与果实类型

3.4.6种子大小变异与开花季节

3.4.7种子大小变异与花期持续时间

3.5种子大小变异与植被类型的关系

3.6种子大小变异与海拔梯度的关系

3.6.1 海拔对区系整体种子大小变异的影响

3.6.2海拔对不同分布区类型种子大小变异的影响

3.6.3海拔对不同生活史特征种子大小变异的影响

3.6.4海拔对不同植被类型种子大小变异的影响

3.6.5海拔对不同科种子大小变异的影响

4 讨 论

4.1 青藏高原东缘区系种子大小变异模式

4.2种子大小变异与系统发育的关系

4.3种子大小变异与植物分布区类型的关系

4.4种子大小变异与植物生活史特征的关系

4.4.1 种子大小变异与扩散模式的关系

4.4.2种子大小变异与生活型的关系

4.4.3种子大小变异与植物高度的关系

4.4.4种子大小变异与寿命的关系

4.4.5种子大小变异与果实类型的关系

4.4.6种子大小与开花物候的关系

4.5种子大小变异与植被类型的关系

4.6种子大小变异与海拔梯度的关系

4.6.1 海拔对青藏高原东缘整体种子大小变异的影响

4.6.2海拔对不同分布区类型种子大小变异的影响

4.6.3海拔对不同生活史特征种子大小变异的影响

4.6.4海拔对不同植被类型种子大小变异的影响

4.6.5海拔对不同科种子大小变异的影响

5主要结论

参考文献

附录:青藏高原东缘被子植物种子大小采集名录（APG Ⅱ）

致谢

在学期间研究成果