三叶木通种群特征及最大可持续产量的研究

摘要

三叶木通(Akebia trifoliata(Thunb.)Koidz)为木通科木通属落叶或半常绿的藤本植物，喜温暖气候及湿润、排水良好的土壤，多见于山坡疏林。在我国主要集中分布在长江流域及陕西南部(商洛、汉中地区居多)、甘肃东南部、山西晋南地区，同时在湖南、湖北、江西、河南等地均有分布。其藤茎、果实、种子均含有多种有效成分，具有很高的药用价值及营养价值。自从2002年关木通因肾损害被国家禁用以后，三叶木通的价值就进一步为人们所认识。本文基于对三叶木通主产地之一——陕西镇安县境内野生三叶木通居群的详细调查，分别从微形态学、种群生态学及数量生态学等方面进行了系统的研究，并建立了三叶木通的最大可持续产量模型。 利用环境扫描电镜，观察了野生三叶木通叶表面结构特征。结果表明：表皮细胞形状无规则；叶上表皮外切向面分布有明显的角质膜，加厚的角质膜表面覆盖有不同形态的蜡质，且在不同样品间有较大差异；叶下表面具三角状以及乳头状突起；气孔器为不规则型，只分布在叶下表面，散生且取向不规则。该研究为三叶木通的鉴别提供了微形态学依据。 通过方差分析、多重比较以及相关分析，研究了三叶木通8种叶片数量性状特征——叶长、叶宽、顶叶长、顶叶宽、叶柄长、叶长宽比、顶叶长宽比及柄叶比——在不同种群以及不同年龄植株间的差异，并探讨了叶片数量特征与年龄及环境因子之间的关系。研究结果表明：三叶木通的8个叶片数量性状特征在不同样地和不同年龄植株间均有极显著的差异(P<0.01)，但不同的数量性状特征存在着不同的差异方式。其中，叶柄长的变异最大(30.8％)，顶叶宽次之(27.4％)，柄叶比的变异最小(13.0％)，且它们均与坡向、直接辐射因子、总辐射因子、林冠下直接辐射、林冠下总辐射等环境因子呈负相关，说明叶柄长、顶叶宽与其他数量特征相比更易受环境因子的影响，而柄叶比较为稳定。叶长宽比、顶叶长宽比以及柄叶比这三个叶片数量性状特征代表了叶片形状，多重比较结果显示它们在不同年龄植株间差异较小，即三叶木通的叶形不会随着植株年龄的增长而改变。相关分析结果表明，这些数量性状特征均不同程度地受到外界环境因素以及自身植株生长状况的影响，而且与其他的叶片数量特征也密切相关。本研究以期为目前关于叶功能生态学研究，特别是为叶水平上(叶片和叶柄)较为深入的研究提供重要补充和理论参考资料。 应用聚类和PCA排序研究了三叶木通群落的特征及与环境之间的关系，并应新机制及种群空间结构的研究，为人工栽培奠定理论依据；第四，以上述研究结果为基础，建立可持续利用的理论、模型以及方法，阐明其最大持续产量，以明确年允收量。我们在进行三叶木通药材的采收时，便能以此结果为参考，开展对三叶木通野生资源有效、合理地利用，并对其原生境进行保护，最终实现在开发中保护、在保护中开发的最终目的。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

1三叶木通概况

1.1三叶木通的生物学特性

1.2三叶木通的价值

1.3三叶木通与近似种——关木通的种属及药性区别

1.4三叶木通的资源分布

2.立题依据

2.1关木通被禁用的原因及其研究现状

2.2“最大持续产量”的提出及其研究与应用

3.研究意义

第一部分陕西镇安三叶木通叶表面结构的环境扫描电镜观察

1.材料和方法

1.1试验材料

1.2方法

2.结果与分析

2.1叶表面显微结构

2.2气孔器

3.讨论

第二部分陕西镇安三叶木通叶片数量性状特征的研究

1野外调查

2数据处理

3结果与分析

3.1不同样地间叶片数量特征比较

3.2不同年龄植株叶片数量性状特征的比较

3.3影响叶片的数量性状特征的因素分析

4讨论

附表

第三部分陕西镇安三叶木通群落的多元分析和环境解释

1调查方法

2数据处理

2.1物种重要值的计算

2.2样地的聚类和排序

2.3样地与环境之间的多元回归分析

3结果分析

3.1三叶木通群落组成物种的重要值

3.2聚类分析

3.3 PCA排序

3.4样地与环境的多元回归分析

4讨论

第四部分陕西镇安三叶木通冠层结构和光资源空间特征的研究

1野外调查

2数据分析

3结果

3.1冠层

3.2光资源

4分析与讨论

第五部分陕西镇安三叶木通种群年龄结构研究

1野外调查

2方法

2.1年龄的确定及方程的拟合

2.2年龄结构图、特定时间生命表、存活曲线以及死亡曲线的编制

3结果与分析

3.1年龄结构模型

3.2年龄结构图

3.3生命表及存活曲线、死亡曲线

4结论

第六部分三叶木通最大可持续产量的研究

1研究方法

1.1植株干、鲜重的获得以及年龄与重量的对应

1.2三点法的应用及模型的拟合

2研究结果

2.1植株干、鲜重的关系及应用的确定

2.2三点法的应用及模型的拟合

2.3模型检验

2.4模型对于实践的指导

3讨论

参考文献

附图

致谢

攻读硕士学位期间研究成果