显胎生红树植物的生长和繁殖特点

摘要

红树植物是热带、亚热带海湾河口区最重要的初级生产者。在与环境的长期相互选择下，红树植物形成了独特的生长适应和繁殖适应。红树植物分为真红树植物和半红树植物。真红树植物专一性地生长于潮间带。红树科(Rhizophoraceae)的木榄属(Bruguiera)、秋茄属(Kandelia)、红树属(Rhizophora)、角果木属(Ceriops)是典型的真红树植物。具有与新生叶片数量一致的托叶和显胎生胚轴是红树科红树植物的突出特点。其中，托叶和叶片的掉落数量是指示植物叶片生长和更新状况的有效证据;显胎生繁殖方式的特点是揭示红树植物生活史对策、群落演替、生物进化等方面的重要途径。 本研究以植物界最典型、最彻底的显胎生植物——海莲(Bruguiera sexangula)、秋茄(Kandelia obovata)、红海榄(Rhizophora stylosa)、角果木(Ceriops tagal)为研究对象，从2009年4月至2012年3月连续3年对4种红树植物进行掉落物收集。利用掉落物中托叶与叶片的数量关系，推测叶片生长和更新情况;利用掉落物中不同阶段的繁殖器官数量，分析显胎生繁殖方式的繁殖效率;利用掉落物与气候因子之间的关系，分析植物的物候。主要研究结果如下: 1.海南东寨港4种红树植物群落的掉落物产量差异显著，从大到小依次为:红海榄群落(1406.60±64.60 g m-2 a-1)＞海莲群落(1198.94±73.04 g m-2 a-1)＞秋茄群落(897.85±32.02 g m-2 a-1)＞角果木群落(604.84±17.85 g m-2 a-1)。红树植物群落的掉落物产量高于同纬度地区陆地森林群落。 2.4种红树植物群落掉落物的各组分中，叶片占绝对优势，掉落物总产量的月变化规律与叶片大致相同。繁殖器官的掉落时间较集中，特别是胚轴，一年中出现一次明显的高峰，维持约2-3个月。掉落物总产量最大值出现的时间与繁殖器官（主要是胚轴）掉落高峰期重合。 3.在各气候因子中，月平均气温和月降水量对显胎生红树植物的影响比较大。 4.对掉落物中叶片和托叶数量统计发现，红海榄群落处于逐渐衰退期，叶片掉落的数量多于叶片生长的数量;秋茄群落和角果木群落处于生长旺盛期，叶片生长的数量多于叶片掉落的数量;海莲群落处于较稳定的成熟期，叶片掉落数量与叶片生长的数量基本持平。 5.在海南东寨港，4种红树植物群落叶片的新生和掉落在全年均有发生，并且数量变化模式相同，仅在时间上存在略微差异。海莲群落和秋茄群落叶片的新生与掉落同步进行;红海榄群落叶片的新生比掉落早1个月进行;角果木群落叶片的新生比掉落晚2个月进行。 6.显胎生红树植物的繁殖器官发育成功率较低，明显低于非胎生红树植物。限制显胎生红树植物繁殖器官发育成功率的主要是:1）StageⅡ（花果→小胚轴阶段）;2）StageⅣ（中胚轴至大胚轴阶段）。这与红树植物的资源优化配置有关。 7.从掉落物中繁殖器官所占比例来看，不同繁殖方式的红树植物的繁殖投入差异显著。隐胎生红树植物的繁殖投入较少(1.6-33.7％)，非胎生红树植物的繁殖投入较多(17.3-41.1％)，显胎生红树植物介于两者之间(7.6-37.6％)。在4种典型的显胎生红树植物中，红海榄更加倾向于K-对策者，它分配给繁殖的能量较少，较大的能量投入到维持个体的生存和竞争中，并且成熟的繁殖体拥有较大的重量;而海莲、秋茄在繁殖过程中投入较多能量，略偏向于r-对策者;角果木则处于两者之间。 8.对4种显胎生红树植物开花物候的分析发现，海莲倾向于连续开花，开花持续时间较长，间歇时间较短，开花的数量规模小，在夏季达到高峰期;秋茄、红海榄和角果木倾向于年开花，在全年中只有一个明显集中的、时间较短的开花期。 9.海南东寨港的4种红树植物胚轴成熟时间与其在中国的天然分布北界纬度呈现出一定的规律性。在中国天然分布北界纬度越高的红树植物种类，其胚轴的成熟时间越早。这种现象是植物与环境长期相互选择的结果。胚轴成熟时间越早，会有更充足的时间发育成能抵御次年冬季低温的植株。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 基本介绍

1．1．1 红树植物

1．1．2 红树植物适应性

1．1．3 红树植物物候

1．1．4 红树植物掉落物

1．2 目前存在问题

1．3 研究目的及意义

第二章 材料与方法

2．1 样地概况

2．2 样品采集

2．3 样品处理

2．3．1 胚轴等级划分

2．3．2 繁殖器官发育阶段划分

2．4 数据处理

第三章 结果

3．1 红树植物掉落物

3．1．1 掉落物产量

3．1．2 掉落物月变化

3．1．3 掉落物与气候因子的关系

3．2 红树植物叶片的更新与生长

3．2．1 叶片年更新率

3．2．2 叶片生长与掉落

3．3 红树植物繁殖效率

3．3．1 各阶段繁殖器官发育成功率

3．3．2 成熟胚轴发育成功率

3．3．3 成熟胚轴重量

3．4 红树植物繁殖物候

3．4．1 开花结果物候

3．4．2 胚轴成熟物候

第四章 讨论

4．1 红树植物掉落物

4．1．1 掉落物中各组分的产量

4．1．2 掉落物总产量

4．1．3 掉落物月变化

4．1．4 掉落物与气候因子的关系

4．2 红树植物叶片的更新与生长

4．2．1 叶片年更新率

4．2．2 叶片生长与掉落

4．3 红树植物繁殖效率

4．3．1 各阶段繁殖器官发育成功率

4．3．2 成熟胚轴发育成功率

4．3．3 繁殖策略

4．4 红树植物繁殖物候

4．4．1 开花物候

4．4．2 胚轴成熟物候

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

附表

参考文献

致谢