重庆地区野生春兰（Cymbidium goeringii）的种群分布、群落特征及形态结构分化研究

论文摘要

为了弄清重庆地区春兰的生存现状，探索兰花形态结构上对不同环境的适应，进而探讨春兰的有效保护和合理开发利用策略，本论文对重庆地区春兰的种群分布、群落特征以及形态结构差异进行了研究。本实验对大巴山、武陵山及其周边地区的野生春兰进行了研究。具体调查及采样地点包括城口县(厚坪乡、岚天乡、东安乡)、巫溪县(下堡镇龙安村、上磺镇黎平村和青砖村、白果林场、胜利乡龙水村)、奉节县(兴隆镇高台村、地缝村)、武隆县(仙女镇中心庙)、黔江县(正阳镇)。研究内容包括重庆地区野生春兰：1)种群的大小及空间分布格局；2)个体间及种群间的形态分化；3)群落的物种组成、生物多样性水平、群落的数量分类和排序；4)种群间的解剖结构分化。经过研究分析，得到如下结论：1)种群分布：春兰既可以分布于天然林，也可以分布于人工林。本实验中春兰的14个种群中有9个(64.3％)是在人工林中找到的；并且春兰种群密度最大的5个种群所在的群落皆为人工林群落。一方面的原因可能是采样误差，因为交通方便又容易采样的地方往往是人工群落；另外一方面的原因可能是的人工干扰较大的地方灌木层和草本层更容易为农民所采集和收割，从而间接增强了春兰在群落中的竞争力，使得春兰比在天然林中更容易处于竞争的优势地位。而且春兰种群的密度大小表现出与群落中壳斗科植物的密度及群落中灌木层草本层的盖度有关，与群落中壳斗科植物的密度成正相关，而与群落中灌木层和草本层的盖度成负相关。在空间分布格局上，在2×2的样方中，春兰呈聚集分布；在10×10的样方中，春兰呈随机分布；在100×100的样地中，春兰又呈聚集分布。2)群落特征：春兰的伴生群落中共有维管植物64科105属123种。通过对群落物种多样性的分析显示，14个群落中，属于天然林的那5个群落乔木层具有更高的物种多样性。因样地跨越了较大的纬度范围，而且许多样地都位于不同的山系，所以伴生群落并没有出现物种多样性随海拔高度或纬度的变化而变化的情况。春兰的伴生群落可以用TWINSPAN划分为7个群丛。用DCA排序的结果表明：DCA第1轴代表水湿条件，DCA的第2轴代表土壤的酸碱性。排序的结果反映了群落与环境之间的关系，表明土壤的酸碱性和样地的水湿条件是决定伴生群落植被类型的主导因子。在空间结构上，春兰的14个伴生群落中，大多数样地的乔木层可以划分为三个亚层。群落的欧氏距离聚类图，基本能够反映出群落之间的地理关系并能从一定程度上反应其相似性。3)外部形态分化：在春兰的14个种群内，每个种群内取代表性的成年植株20株，不足20株的种群则全部选取，对每株测量其营养器官形态性状指标8项、对有花的植株测量其繁殖器官的形态性状指标25项。用SPSS的one way过程对这些形态指标进行方差分析。分别根据测量营养器官所得到的数据和测量繁殖器官所得的数据，用SPSS的Hierarchical cluster程序作春兰的个体聚类图。再根据所有个体数据算出每个种群的平均值，用Hierarchical cluster程序作春兰的种群聚类图。把根据营养器官所得到的各组数据图表与根据繁殖器官所得到的各组数据图表进行分析比较，根据其种群间表型的变异和种群内表型变异的比较，从而完成春兰形态分化的研究。结果表明：春兰无论是在种群内还是在种群之间都存在较大的外部形态特征分化。对于营养器官来说，无论是在种群内还是在种群之间都已经有了比较显著的差异；在种群水平上，长江以北的春兰种群和长江以南的春兰种群已经出现了较大的分化；种群之间的变异大于种群内部的变异。对于生殖器官来说，春兰的个体之间也存在较大的分化，但在种群水平上没有出现长江以南与长江以北截然分开的现象，在种群水平上表现出来的变异小于种群内部的变异。因为营养器官具有更大的环境可塑性，而繁殖器官具有更大的保守性，所以本实验认为根据生殖器官形态分化所得到的结论更可信。综合分析认为，春兰无论在个体水平上还是种群水平上都存在较高的遗传变异水平，但其遗传变异主要存在于种群之内。因此，可以这样推论：从遗传上说，春兰并没有表现出因为遗传多样性降低而走向濒危的趋势，那么春兰易危的主要原因可能不在于遗传方面的，而可能来自于其他方面。4)解剖结构差异：每个种群选择有代表性的5个植株，每株取完好的、无病虫害的根3根，采用传统石蜡切片法制作根的永久切片，用Motic显微镜系统观察、拍照，用标尺测量各种结构和细胞的大小；用SPSS的one way过程对这些形态指标进行方差分析，通过方差分析发现，本实验所调查的根的12项结构指标中，有50％的指标在个体之间差异达到了显著水平，表明根的结构对环境的响应是比较灵敏的。另外50％的指标则比较保守。用Hierarchical cluster程序做种群间在结构特征上的欧氏距离聚类分析，其结果与根据根叶的外部形态指标所作的聚类图基本相似。这就丛结构上证明了春兰的营养器官具有更大的环境可塑性，从另一个角度验证了通过外部形态分化所得出的结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 种群空间格局研究进展
• 1.2 形态分化的研究进展
• 1.3 群落学研究进展
• 1.4 解剖结构的研究进展
• 1.5 春兰研究进展
• 第二章 绪论
• 2.1 研究目的和意义
• 2.2 研究范围和内容
• 第三章 材料与方法
• 3.1 种群与群落研究方法
• 3.2 形态分化研究方法
• 3.3 根的结构分化研究方法
• 第四章 研究结果与分析
• 4.1 重庆野生春兰的种群分布研究
• 4.2 春兰的群落
• 4.3 外部形态分化研究
• 4.4 根的解剖结构分化研究
• 第五章 结论与保护建议
• 参考文献
• 附录
• 致谢