横断山区常绿阔叶栎属植物黄背栎分布上下界的物候研究

发布时间：2020-05-19 23:47

【摘要】：探索物种分布格局的建立过程,深入理解生物和非生物因子驱动和影响物种分布界限的作用机制一直都是进化生物学研究领域的热点之一。在过去的数十年间,有关植物的关键性物候事件在塑造物种分布范围中的重要作用获得了研究者的广泛关注和深入报道,使得基于生物发育过程的物候学研究成为了破解植物物种分布范围这一谜题的新方法,并已取得了瞩目的进展与突破。然而,针对某些特殊自然生境内重要植物类群的物候与其分布范围间相互关系的研究仍旧非常薄弱,有的甚至还是空白,其中便包括本次研究主要关注的东亚温带常绿阔叶树种及其自然居群分布的上限与下限生境。本研究以横断山区白马雪山常绿阔叶树种黄背栎(Quercus pannosa)居群为研究对象,于2016年—2018年,通过高频率的物候监测,生长数据测量等方式,结合原生地气候数据,对黄背栎居群的低温上限、干旱下限和中山境内的物候发育模式以及营养器官(枝,叶)的生长动态与气温,降水等环境特征的相互关系进行了深入的探讨和研究。主要研究结果和结论如下:(1)分布上限生境内(海拔4270米),黄背栎的生长受到显著的低温限制,枝叶的生长量在三个实验点中均是最小,比叶面积(Specific leaf areas,SLA)数值最低,但是叶片寿命最长。该生境内黄背栎植株的生长季节短暂,仅为150天,春季物候开始时间在每年的6月25日前后,可能受到光周期的控制,枝条物候呈现单一生长模式特征。该生境内黄背栎植株的成熟时间短暂,在生长季节后期,不足正常叶片大小一半的顶叶会停止生长,进入成熟阶段,这可能是黄背栎权衡生物量产量与高海拔低温和短暂生长季节间的一种适应方式。(2)中山生境内(海拔3443米),黄背栎春季物候开始时间最早(每年的5月13日),可能受到春季温度的控制,枝条物候具有单一生长模式特征。由于该生境具有最佳的水热条件和较长的生长季节,黄背栎植株的枝条和叶片的生长量均显著高于分布上限和分布下限生境内的植株。尽管中山生境内黄背栎植株的叶片面积较大,但SLA数值却与分布上限生境内的植株十分接近,这可能得益于该生境内黄背栎植株将一半的生长季节时间和大量资源用于其叶片的成熟过程,以确保叶片对环境的高抗性。(3)分布下限生境内(海拔2420米),黄背栎植株的发芽物候主要受到降水量的显著调节,营养器官的生长过程与季风气候高度吻合。黄背栎的发芽时间随每年雨季的开始时间和降水强度而波动,具有较高的可塑性。在该生境内,黄背栎的枝条物候具有单一生长模式特征,与中山生境和分布上限生境相比,黄背栎分布下限处的植株具有最高的SLA值和最短的叶片寿命。研究表明,以黄背栎为代表的常绿阔叶树种的物候特征和生长模式在不同自然生境内存在较大的差异,体现了植物对不同生境内的主要环境胁迫因子的高度适应性,证明了植物物候在决定植物物种分布范围时的关键作用。
【图文】：

示意图,植物发育,物候,模型

时不仅效果良好，，还极大地揭示了关键性物候特征在决定物种分布上的重要作用［＆逡逑８９］。以目前受到广泛认可且运用较多的ＰＨＥＮ０ＦＩＴ模型为例（图１－１），该模型包逡逑８逡逑

示意图,树线,雪线,纬度变化

叶芽开花成熟叶着色逡逑生长季逡逑图１－１：基于植物发育过程的ＰＨＥＮＯＦＩＴ物候模型概念示意图（改编自Ｃｈｕｉｎｅ１９１）。逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋：邋Ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ邋ｓｃｈｅｍｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ－ｂａｓｅｄ邋ｍｏｄｅｌ邋ＰＨＥＮＯＦＩＴ（ａｄａｐｔｅｄ邋ｆｒｏｍ逡逑Ｃｈｕｉｎｅ１９１）．逡逑９逡逑
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S718.5

【参考文献】