青藏高原东部植物种子大小和比叶面积变异的研究

摘要

种子大小和比叶面积(SLA)是植物代表性的繁殖性状和营养性状之一，也是衡量植物功能两个重要的参数。种子大小通过影响种子萌发和幼苗的建植从而影响植物群落结构和物种的分布；比时面积直接受叶片厚度、形状、和重量的影响，在一定程度上反应了叶片截获光的能力和在强光下的自我保护能力，往往与植物的生长和生存对策有紧密的联系，能反映植物对不同生境的适应特征，也是评价群落生产力水平及其结构是否合理的指针之一。我们测量了青藏高原东部808种常见植物的种子大小和比叶面积，分析了两种性状之间的相关性，研究了海拔和其它非生物因子对其的影响。结果表明： (1)种子大小和比叶面积不相关(p>0.05)； (2)青藏高原东部植物种子大小和比叶面积整体与海拔均呈显著的负相关(p<0.01)，即随着海拔升高，种子大小和比叶面积显著减小； (3)系统发育水平上，虎耳草科和石竹科种子大小与海拔里极显著的负相关(p<0.001)，茜草科、忍冬科、莎草科和灯心草科种子大小与海拔显著负相关，其它各科种子大小与海拔关系不显著，海拔只对22.2％科种子大小有影响；紫草科、豆科和百合科比叶面积与海拔呈极显著的负相关，龙胆科、毛莨科和景天科植物比叶面积与海拔显著负相关，其它各科比叶面积与海拔关系不显著，海拔只对25.8％科比叶面积有影响； (4)生境因子对区域内的整体种子大小没有显著影响，但种子大小在林下生境中最大，干扰或贫瘠的生境中最小；海拔在和生境的协同作用下可显著的影响种子大小，其中在林下生境中种子大小与海拔显著负相关，其它生境类型下海拔对种子大小影响不显著；生境对伞形科、禾本科、菊科、茜草科和莎革科种子大小影响显著，其中对菊科极显著；生境只对菊科、玄参科、豆科、龙胆科、茜草科和莎草科比叶面积影响显著，其中对龙胆科极显著； (5)生长型对植物种子大小和比叶面积均影响显著(p<0.01)，海拔对不同生长型植物种子大小的影响也有显著差异，草本植物种子大小随海拔升高显著减小，而灌木和木本植物种子大小与海拔关系不显著；对于比叶面积而言，草本和灌木比叶面积与海拔显著负相关，木本比叶面积与海拔则不相关； (6)气候因子对种子大小和比叶面积影响显著，并且在整体上具有一致性。其中，种子大小和比叶面积与年平均温度均显著正相关，与年平均降水和年平均日照均显著负相关；年平均温度对禾本科和毛莨科植物种子大小有显著的负效应，对蔷薇科植物种子大小有极显著的正效应；年平均降水量对禾本科和伞形科植物种子大小有显著的负效应；年均日照时数对禾本科、毛茛科、菊科和伞形科植物种子大小具有极显著的正效应；对蔷薇科植物种子大小其有极显著的负效应；对菊科植物种子大小具有显著的负效应； (7)坡向对区域内植物比叶面积影响显著(p<0.01)，阳坡(半阳坡)植物SLA明显比阴坡(半阴坡)植物小，即叶片较厚。不同坡向下，海拔对SLA的影响有差异，除阴坡以外，SLA在阳坡、半阳坡和半阴坡中均与海拔负相关，阳坡和半阴坡中尤为显著； (8)海拔、气候、生境、生长型、坡向分别可以解释种子大小变异的5％、9.2％、1.4％、11.2％和0.4％，分别可以解释SLA变异的8％、12.6％、13.4％、4.3％和11％。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 前言

1.1种子大小的研究

1.1.1种子大小的概念

1.1.2有关种子大小变异的理论

1.1.3影响种子大小的因素

1.1.4种子大小与气候因子

1.2种子大小和海拔关系的研究

1.2.1区域性植物种子大小与海拔的关系

1.2.2种间植物种子大小与海拔的关系

1.3比叶面积的研究

1.3.1比叶面积

1.3.2比叶面积的研究进展

1.4本研究的意义及目的

1.4.1本研究的目的

1.4.2本项研究试图探讨一下几个问题:

1.4.3目前的研究中存在的问题

第二章材料与方法

2.1研究地概况

2.2试验材料和方法

第三章实验结果

3.1种子大小与比叶面积的关系

3.2种子大小的变异结果

3.2.1植物种子大小与海拔的关系

3.2.2生境对种子大小的影响

3.2.3生长型差异对种子大小的影响

3.2.4多因素分析环境变量对种子大小的交互影响

3.2.5气候因子对种子大小的影响

3.3比叶面积的变异

3.3.1海拔对比叶面积的影响

3.3.2科内比叶面积随海拔的变异

3.3.3不同生境下比叶面积的差异

3.3.4生长型对比叶面积的影响

3.3.5气候因子对比叶面积的影响

3.3.6坡向对SLA的影响

第四章讨论

4.1.种子大小和比叶面积的关系

4.2影响种子大小变异的因素

4.2.1海拔和生境差异对种子大小的影响

4.2.2生长型差异与海拔协同影响种子大小

4.2.3种子大小和气候

4.2.4种子大小与坡向

4.3影响比叶面积的因素

4.3.1比叶面积与海拔和生境的关系

4.3.2 SLA在系统发育水平上的差异

4.3.3坡向对SLA的影响

4.3.4气候因子对SLA的影响

第五章结论

参考文献

致谢

附录：部分实验用物种名录及部分数据