水生植物扬子狐尾藻的生长和繁殖对策研究

论文摘要

繁殖是指生物体繁衍后代产生新个体的行为和过程,是植物个体完成生活史的重要环节之一。植物种群的更新依赖于植物的繁殖过程,植物自然种群个体如何调节其生活史对策尤其是其生长和繁殖对策以适应环境变化而生存,其繁殖对策又是如何影响其种群动态等问题是生态学家们关注的焦点。对于植物繁殖对策的研究可以加深人们对特定环境中不同植物的繁殖过程及其影响机制的认识。扬子狐尾藻(Myriophyllum oguraense Miki subsp. yangtzense Wang)隶属小二仙草科(Haloragaceae)狐尾藻属,为多年生沉水草本,分布于我国长江中下游浅水湖泊,为中国特有种。目前,关于扬子狐尾藻的生长和繁殖对策的研究较少。本文研究了繁殖体大小及温度、水位深度和水位波动等环境因子及对扬子狐尾藻生长和繁殖的影响,以期为进一步阐明扬子狐尾藻生活史对策的进化提供资料,并为扬子狐尾藻狭域分布的原因提供一定解释,同时为该特有种的保护及管理提供科学理论依据。主要研究结果如下：1.芽体大小显著影响扬子狐尾藻的萌发和生长。在芽体的萌发过程中,芽体大小显著作用于须根的生长及顶芽的伸长。须根的生长最早出现在大芽体中,而小芽体最晚；与此相反,顶芽的伸长最早出现在小芽体中,而大芽体则最晚。在早期生长阶段,芽体大小对萌发率、总干重、株高及萌发时间均具有显著作用,随着芽体的增大,萌发率、总干重和株高均显著增大,而萌发时间缩短。2.断枝大小显著影响扬子狐尾藻的生长和再生。断枝长度越大,由断枝生长所形成植株的总生物量、分枝生物量、分枝数均随之增大。同时,断枝位置也对扬子狐尾藻生长和再生具显著作用。由不同位置的断枝生长所形成的植株中,顶枝所形成植株的总生物量最大,中枝所形成植株的分枝生物量、分枝数和平均分枝长最大。3.温度对扬子狐尾藻芽体的萌发具有显著影响。在低温处理后,顶芽萌出的时间显著缩短,不同大小的芽体间的差异也明显减少。此外,低温处理与芽体大小的交互作用对须根和顶芽萌出的时间都有显著影响。随着低温处理的时间增加,三组不同芽体大小的顶芽萌出时间均缩短,而且须根的生长存在着明显的温度依赖效应。4.水位深度对扬子狐尾藻芽体的萌发时间具有显著影响。对于较浅水位深度(0cm,20cm)而言,幼苗萌出时间随着水位深度的增加而延长。水位深度对萌发率的作用则不显著。除40cm水位深度外,其他水位处理下的萌发率均随着芽体的增大而增大。0cm水位深度下芽体的萌发率最大。5.水位波动(水淹深度、持续时间、发生频率)对扬子狐尾藻的生长具有显著影响。水位波动处理对植株生物量、所产生的分枝数起着显著的抑制作用,水淹深度越深、持续时间越长,总生物量和产生分枝数越少,而水淹发生频率一定程度增大时,产生分枝则有所增多；与湿生状态下的对照组相比,水淹处理对植物株高、茎生物量比有一定的促进作用；水淹较深、发生较频繁时,植株产生的分枝生物量比呈一定的增大趋势,株高则显著减小。6.狭域种扬子狐尾藻与广布种穗花狐尾藻的断枝生长和繁殖能力存在显著差异。由断枝所形成植株的总生物量、分枝生物量、分枝数、平均分枝长和新分枝所处位置在种间均存在显著差异,穗花狐尾藻顶枝和中枝的生物量较大,顶枝所产生的分枝位于断枝基部；扬子狐尾藻的分枝生物量、分枝数及平均分枝长较大,新产生的分枝则多位于断枝顶端附近。本研究结果表明,繁殖体大小与外界环境因子对扬子狐尾藻的无性繁殖(芽体、断枝)和生长过程均具有重要的影响。较大的芽体与较浅的水位深度更利于扬子狐尾藻的早期生长,且早期生活史阶段中对幼苗萌发的投资增强了植株在不利环境中生存的能力；扬子狐尾藻的芽体大小显著影响着芽体的萌发行为,芽体大小与温度的交互作用也作用于幼苗的萌发过程,从而影响扬子狐尾藻的早期营养繁殖；水位波动对植株生物量、所产生的分枝数起着显著的抑制作用；广布种穗花狐尾藻和狭域种扬子狐尾藻断枝的再生对策不同,前者是增加对断枝总生物量的投资,而后者是增加对断枝产生新分枝的投资。我们的研究结果为进一步研究中国特有种水生植物扬子狐尾藻的生活史对策提供了资料,可为湿地物种多样性保护管理提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 芽体和断枝是水生植物重要的无性繁殖器官
• 1.2 繁殖体大小对水生植物生长的影响
• 1.3 环境因子对水生植物生长的影响
• 1.3.1 温度对水生植物的影响
• 1.3.2 水位深度对水生植物的影响
• 1.3.3 水位波动对水生植物的影响
• 2 芽体大小与水位深度对扬子狐尾藻萌发和早期生长的影响
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.3 数据测定与统计
• 2.3 结果
• 2.3.1 芽体大小与水位深度对幼苗萌发的影响
• 2.3.2 芽体大小与水位深度对幼苗早期生长的影响
• 2.4 讨论
• 2.4.1 幼苗的萌发对芽体大小与水位深度的响应
• 2.4.2 幼苗的生长对芽体大小与水位深度的响应
• 3 芽体大小与温度对扬子狐尾藻芽体萌发的影响
• 3.1 引言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 实验数据测定与统计
• 3.3 结果
• 3.3.1 芽体大小
• 3.3.2 低温处理
• 3.4 讨论
• 3.4.1 芽体大小对芽体萌发的影响
• 3.4.2 低温处理对芽体萌发的影响
• 4 水位波动对扬子狐尾藻生长的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.3 实验数据测定与统计
• 4.3 实验结果
• 4.3.1 水位波动对扬子狐尾藻株高及总生物量的影响
• 4.3.2 水位波动对扬子狐尾藻产生分枝的影响
• 4.3.3 水位波动对扬子狐尾藻生物量分配的影响
• 4.4 讨论
• 4.4.1 水位波动对扬子狐尾藻形态学特征的影响
• 4.4.2 水位波动对扬子狐尾藻扩散能力的影响
• 4.4.3 生物量分配对水位波动的可塑性响应
• 5 狐尾藻属狭域种和广布种断枝的生长与再生能力研究
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 实验材料
• 5.2.2 实验方法
• 5.2.3 实验数据测定与统计
• 5.3 结果
• 5.3.1 断枝长度对两种狐尾藻植物生长和再生的影响
• 5.3.2 断枝位置对两种狐尾藻植物生长和再生的影响
• 5.4 讨论
• 5.4.1 两种狐尾藻断枝的生长和再生能力取决于其长度和位置
• 5.4.2 断枝的长度和位置对两种狐尾藻断枝存活对策的影响
• 6 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表或拟发表的学术论文
• 致谢