厚叶岩白菜物候生物学及生态适宜区研究

摘要

厚叶岩白菜(Bergenia crassifolia(L.)Fritsch)属虎耳草科岩白菜属多年生常绿草本植物，主产亚洲中部和东部、西伯利亚和阿尔泰山山脉。在中国主要分布于新疆阿勒泰地区的富蕴、福海、阿勒泰、布尔津和哈巴河地区的山区。许多研究显示，厚叶岩白菜有很高的观叶和观花园林景观价值和药用价值，是一种具有潜在开发利用前景的野生植物资源。目前，厚叶岩白菜仅在很少一部分地区引种栽培成功，种植规模非常有限。重要原因之一是对野生厚叶岩白菜的繁殖生物学特性以及生态适应范围缺乏系统深入研究。2012年3月至2013年11月，分别在新疆阿尔泰喀纳斯、阿勒泰市、奎屯市和乌鲁木齐市，选择固定样地和固定样株，分别对露地栽培条件下和野生状态下生长的成龄厚叶岩白菜连续进行了为期两年的物候学和繁育生物学观测，并用气候相似距法对厚叶岩白菜在新疆的潜在适宜分布区进行了评价和区划。旨在为厚叶岩白菜的人工引种栽培、规模化种植和资源开发利用提供依据。研究结果如下:
　　(1)人工引种栽培至低海拔地区的厚叶岩白菜，年生活周期较野生状态平均延长了92d。其中，返青始期、展叶始期、开花始期和果实形成始期分别比野生状态提前45d、35d、46d和18d;叶变色始期比野生状态向后推迟了26d。
　　影响厚叶岩白菜物候期变化的主要环境因子是年平均温度、≥10℃积温和年日照时数。低海拔地区年平均温度高，无霜期长，使得厚叶岩白菜返青期提前，叶变色期延后，显著增长了观叶期;高海拔地区年平均温度低，无霜期短，厚叶岩白菜返青期晚，观叶期缩短;由于≥10℃的天数少，开花始期推后，开花持续时间延长，观花期显著长于平原低海拔区。
　　(2)引种栽培到低海拔地区后，厚叶岩白菜花葶变矮、花瓣和花萼变大，雄蕊花药变短。经差异显著检验，变化差异达到极显著(p＜0.01）。相关显著性检验结果显示，这些花部特征指标的变化与海拔、年均温、年降水量及年蒸发量有着极显著的相关性。海拔越高，降水量越多，花葶越长;年均温越高，年蒸发量越大，花瓣越长;年降水量越高，花萼越短。
　　厚叶岩白菜的繁育系统属于专性异交类型。单花药花粉产量、单花花粉产量、单花胚珠数和花粉可育率在不同居群之间均存在显著性差异(p＜0.05)。引种到低海拔的厚叶岩白菜花粉产量（单花药花粉产量和单花花粉产量）变少，胚珠数量增多，花粉可育率降低。当花药散粉2h后花粉活力开始变强，当到第7d时花粉活力减弱，基本消失;当花瓣微微张开时，柱头开始具有可授性，直到花萎蔫时柱头丧失可授性。花粉产量与海拔、花末期前均温、≥10℃有效积温和植株的大小有关。植株越大、海拔越高、花末期前均温越低及≥10℃有效积温越低，花粉可育率越高，反之越低。人工栽培条件下的结实败育率增加，果实变小，种子千粒重增加。
　　(3)利用气候相似距法划分出的适宜区分布图显示，厚叶岩白菜正常生长发育的土壤pH值为5.9～7.4;最适宜的种植栽培区为阿勒泰山区的周边低海拔地区;经引种驯化，可以进行栽培种植的区域为阿勒泰地区周边的塔城地区东南部及西部、天山中北部以及昆仑山北部、喀什地区的西南角山区的少部分区域;新疆的南疆地区和东疆的大部分地区以及伊犁的部分地区不适宜厚叶岩白菜的引种栽培种植。

目录

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论文说明

摘要

第1章 引言

1．1 选题背景与依据

1．2 科学问题的提出

1．3 研究内容与方法

1．4 研究技术路线图

第2章 国内外相关领域研究进展

2．1 物候学及其与环境的关系

2．2 繁殖生物学与繁殖生态学

2．3 生态适应幅研究

2．4 适宜种植区的划分

2．5 厚叶岩白菜的相关研究进展

第3章 厚叶岩白菜物候生物学研究

3．1 研究材料与方法

3．2 数据处理方法

3．3 结果与分析

3．4 讨论

3．5 小结

第4章 厚叶岩白菜的繁育系统

4．1 研究材料与方法

4．2 数据分析

4．3 结果与分析

4．4 讨论

4．5 小结

第5章 潜在生态适宜种植区评价及区划

5．1 研究方法

5．2 结果与讨论

5．3 小结

第6章 结论

第7章 问题与展望

参考文献

致谢

作者简历

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