金沙江干热河谷车桑子繁殖特性研究

摘要

车桑子(Dodonaea viscosa(Linn.)Jacq.)是无患子科(Sapindaceae)车桑子属的灌木或小乔木，具有耐干旱、萌生能力强、根系发达和丛生性等生长习性。它是一种良好的保水固土植物，常被用作我国西南干热河谷地区造林先锋树种。以车桑子为优势种形成的灌草丛植被是金沙江干热河谷仅有的几种重要乡土植被之一，在干热河谷地区的水土保持和植被恢复方面发挥着重要作用，具有较高的生态价值。本文拟通过对金沙江干热河谷车桑子的植物群落学特征、开花物候、生殖特性、大小孢子发生与雌雄配子体的发育过程、生殖的投入与分配特征、种子萌发和幼苗生长特征等研究，探明其繁殖特性及其对种群更新的影响，为干热河谷地区车桑子群落的保护和可持续利用提供一定的理论支撑。本文主要的研究结果和结论如下:　　(1)金沙江干热河谷区车桑子群落的植物种类组成简单，物种丰富度和多样性程度均较低，共18种植物，隶属于14科17属。群落的灌木层以车桑子为单优势种;草本层以扭黄茅的重要值最大。　　(2)车桑子的始花期为6月中旬，终花期为9月中下旬，花期持续时间3个月左右。单株、花序、单花水平上的花期分别为26-40天、20-26天和6-7天。车桑子花的类型有雌花、雄花及极少数雄性不育的两性花。开花初期，车桑子花粉活力高达90.8％，开花3d后花粉基本全部失活。雌花膨大期柱头部分具有可授性，开花第4天时柱头完全失去可授性。车桑子P/O值约为30667，OCI为4，为典型的风媒传粉植物。　　(3)车桑子花药具有4个花粉囊，完整的花药壁从外到内依次为1层表皮、1层药室内壁、2～3层中层细胞和1层腺质绒毡层。小孢子母细胞进行同时型胞质分裂，四面体型的四分体，花粉二细胞型。车桑子花柱有花柱道，子房3室，中轴胎座，横生胚珠，每心室两枚胚珠，双珠被，厚珠心，无承珠盘，大孢子发生类型为单孢子发生型。单核胚囊经3次有丝分裂后形成7细胞8核的成熟胚囊，胚囊发育类型为蓼型。车桑子雌配子体发育过程中出现的胚囊不中空、游离核不进一步细胞化等现象，雄蕊发育过程花粉粒异常、花粉囊中空等现象，均可能是车桑子自然结籽率低的原因之一。　　(4)金沙江干热河谷地区车桑子种群极显著偏雌性(P＜0.01)。车桑子生殖枝的形态特征和生物量分配特征均具有显著的性别差异。雌性植株生殖枝花朵生物量和总生物量显著高于雄性植株(P＜0.05)。生殖枝营养生长与生殖生长不存在权衡关系，生殖分配不具有大小依赖性。生殖分配为一定值，可能是其对金沙江干热河谷区资源利用、环境适应的一种特殊形态模式。　　(5)车桑子种子活力较高，可达89.1％。种子吸胀吸水较快，种皮的透水性良好。温度、土壤水分以及其互作显著影响种子萌发和幼苗生长(P＜0.01)。温度在20℃以下、土壤水分较高（50％及以上）或较低（10％及以下）的情况下，种子出现未萌发现象或者起始萌发时间明显滞后（P＜0.05）。车桑子种子萌发的最适温度为25-35℃，最适土壤含水量为15％-40％。幼苗早期生长最适温度为20-30℃，最适土壤含水量为15％-30％。当温度≥35℃、土壤含水量≤10％时，车桑子幼苗生长受到严重抑制，甚至不能存活。由此可得，温度和土壤水分是干热河谷区车桑子的萌发及幼苗生长的主要限制因素。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1．2研究目的与意义

1．1．3项目来源和经费支持

1．2国内外研究概况

1．2．1植物花部综合特征和传粉特性

1．2．2繁育系统与生殖适合度

1．2．3植物生殖物候及其适应性

1．2．4植物生物量的生殖投入与分配

1．2．5车桑子属研究概况

1．3研究目标和主要研究内容

1．3．1关键科学问题与研究目标

1．3．2主要研究内容

1．4技术路线图

第二章车桑子群落学特征

2．1材料与方法

2．1．1研究区概况

2．1．2群落调查

2．1．3评价指标

2．1．4数据处理

2．2结果与分析

2．2．1车桑子群落物种组成与重要值

2．2．2车桑子群落物种的多样性

2．2．3车桑子群落相似性

2．3讨论

2．4小结

第三章车桑子开花物候与生殖特性

3．1材料与方法

3．1．1研究地概况

3．1．2试验方法

3．1．3数据处理

3．2结果与分析

3．2．1开花物候

3．2．2花部形态及开花进程

3．2．3车桑子繁育特征

3．3讨论

3．3．1开花物候对繁殖的影响

3．3．2车桑子花部特征与传粉的适应

3．3．3车桑子生殖特性及其适应意义

3．4小结

第四章车桑子大小孢子发生及雌雄配子体的发育

4．1材料与方法

4．1．1试验材料

4．1．2电镜扫描

4．1．3石蜡切片

4．2结果与分析

4．2．1花药壁的发育

4．2．2小孢子发生

4．2．3雄配子体的发育

4．2．4大孢子的发生

4．2．5雌配子体的发育

4．2．6两性花雄蕊部分的发生与发育

4．3讨论

4．3．1大孢子发生以及雌配子体发育

4．3．2小孢子发生以及雄配子体发育

4．3．3车桑子两性花的存在意义

4．4小结

第五章车桑子生殖投入与生殖分配特征

5．1材料与方法

5．1．1研究区概况

5．1．2样本选取

5．1．3数据处理

5．2结果与分析

5．2．1车桑子群体性别比

5．2．2车桑子生殖枝的形态特征

5．2．3车桑子生殖枝生物量积累及分配的性别差异

5．2．4生殖分配与生殖枝大小的关系

5．3讨论

5．3．1车桑子生殖分配的性别差异

5．3．2车桑子生殖分配与生殖枝大小的关系

5．4小结

第六章温度和水分对车桑子种子萌发及幼苗生长的影响

6．1材料与方法

6．1．1试验材料

6．1．2种子生物学特性

6．1．3地表种子库与种子命运调查

6．1．4种子萌发试验

6．1．5萌发参数指标

6．1．6数据处理

6．2结果与分析

6．2．1种子生物学特性和种子活力

6．2．2种皮微形态特征及吸水过程

6．2．3地表种子库特征

6．2．4温度和土壤水分对车桑子种子起始萌发时间的影响

6．2．5温度和土壤水分对车桑子种子萌发特征的影响

6．2．6温度和土壤水分对车桑子幼苗生长的影响

6．3讨论

6．3．1车桑子种子特性与环境适应性

6．3．2温度和土壤水分对车桑子萌发及幼苗生长的影响

6．4小结

7．1结论

7．2讨论

7．3创新点

7．4研究展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢