黄土高原优势种长芒草繁殖特性的研究

摘要

长芒草（Stipa bungeanaTrin.）为我国黄土高原半干旱地区典型草原的建群种和优势种，具重要的饲用和生态价值。但有关长芒草繁殖特性的研究以往报道较少。本论文通过室内和田间试验等方法研究了：不同生境下长芒草的繁殖分配特性、种子产量及其构成因素；不同种群长芒草种子的休眠、萌发和田间出苗特性；长芒草与其同属不同种的种子萌发特性比较；凋落物和覆盖物对长芒草幼苗建植及土壤种子库的影响。旨在为系统了解长芒草的繁殖特性提供理论基础，为该物种在黄土高原草地恢复治理中的应用提供科学依据。主要结果如下：
　　1.2012-2013，连续两年在位于甘肃榆中兰州大学试验站的萃英山山顶（海拔1902 m）和山脚（海拔1720 m）对长芒草的生物量和繁殖分配等研究表明，山脚长芒草植株每年的地上生物量和繁殖分配比例等都显著高于山顶植株。两年平均地上生物量、生殖枝生物量和种子生物量，山脚的分别为每株14.65 g、7.49 g和1.80 g，而山顶分别为3.38 g、0.81 g和0.13g；前者分别是后者的4.3倍、9.3倍和13.9倍。2012年和2013年，山脚生殖枝生物量占地上生物量的比例分别为59.3％和41.3%，比同年山顶分别高137.3%和55.7%。
　　2.2015和2016年，连续两年对甘肃和宁夏黄土高原不同地区采集的8个长芒草种群种子的休眠、萌发和出苗特性的研究发现，同一年不同种群间种子的休眠率、贮藏6个月后的休眠释放率、以及田间出苗率均存在显著差异，但这种差异在种群不同采集年份之间变化趋势不一致；表明种群间被测特性的差异，主要受环境因素的影响。两年间所有采集种群的种子平均休眠率为49.3%，贮藏6个月后种子休眠率为35.1%，较贮藏前降低14.1%。
　　3.研究了8种针茅属植物包括长芒草、大针茅（S. grandis）、小针茅（S. klemenzii）、短花针茅（S.breviflora）、沙生针茅（S. glareosa）、戈壁针茅（S. gobica）、紫花针茅（S. purpurea）和疏花针茅（S. penicillata）种子萌发的三基点温度和基础水势，结果表明，长芒草种子萌发的最低温、最适温和最高温分别为9.7℃、23.3℃和36.9℃，相比其他种，其种子萌发的最适温最低，最低温和最高温适中。长芒草种子萌发的基础水势值最低，为-0.73 MPa，萌发的水势时间值最大，为173 MPa·d，表明长芒草种子较其他针茅属植物种子更容易在水分匮乏的环境条件下萌发。
　　4.人工模拟天然草地围栏封育后凋落物对长芒草幼苗建植和土壤种子库影响的研究结果表明：较种子处于裸地的对照和种子处于不同凋落物累积量（80、160和240 g/m2）上方，种子处于不同凋落物累积量下方提高了种子出苗率；处于凋落物下方和上方的种子平均出苗率分别为32.4%和18.8%，处于凋落物下方的3个累积量处理间的出苗率无显著差异，而处于上方种子的出苗率随凋落物累积量增加呈下降趋势（由高到低3个凋落物累积量的种子出苗率分别为30.1%、14.5%和11.7%）。
　　5.长芒草种子处于凋落物上方有利于土壤种子库的形成，具生活力的种子显著高于处于凋落物下方和处于裸地的，而且具生活力的种子随凋落物累积量的增加而增长。当种子处于240 g/m2凋落物上方时，野外埋藏6个月和12个月后具生活力的种子比例分别为37.2%和22.4%，可形成持久土壤种子库。而当种子处于不同累积量凋落物下方或裸地上时，野外埋藏12个月后具生活力的种子均小于2.0%，极少有种子能够形成持久土壤种子库。

目录

声明

第一章 引言

第二章 国内外研究进展

2.1 植物繁殖分配

2.2 种子休眠与萌发

2.3 幼苗建植

2.4 土壤种子库

2.5 长芒草的研究进展

第三章 不同生境长芒草繁殖分配的研究

3.1 前言

3.2 材料与方法

3.3 数据处理

3.4 结果与分析

3.5 讨论

第四章 不同种群长芒草种子的休眠、萌发与出苗特性

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.3 数据处理

4.4 结果与分析

4.5 讨论

第五章 长芒草与其他几种针茅属种子休眠与萌发特性比较

5.1 前言

5.2 材料与方法

5.3 数据处理

5.4 结果与分析

5.5 讨论

第六章 凋落物和覆盖物对长芒草幼苗建植和土壤种子库的影响

6.1 前言

6.2 材料与方法

6.3 数据处理

6.4 结果与分析

6.5 讨论

第七章 结论与创新点

7.1 主要结论

7.2 创新点

7.3 研究展望

参考文献

在学期间的研究成果

致谢