浑善达克沙地黄柳雌雄性比格局及性别差异研究

发布时间：2020-04-20 05:30

【摘要】：黄柳(Salix gordejevWi)是浑善达克沙地常见的一种雌雄异株植物,也是该地区重要的固沙先锋植物之一。在其长期进化过程中,由于繁殖成本的不同,两性植株极有可能在数量、空间分布、年龄结构、功能性状以及对外界环境的适应性等方面形成了明显的性别差异。本研究以浑善达克沙地黄柳为研究对象,采用野外调查和室内试验相结合的方法,系统地研究了天然种群性比、空间分布格局和年龄结构特征,比较了雌雄植株功能小枝性状之间的权衡关系以及对干旱和风沙环境适应性的差异,揭示了其种群性比的偏倚程度及主要原因。结果表明:(1)黄柳天然种群性比极显著偏雌性(P0.01);其中幼龄和中龄的雌株个体数量显著多于雄株(P0.05),随着年龄的增长,雌雄个体的数量逐渐接近于平衡。雌雄群体在0～25 m尺度范围内主要呈聚集分布,偶尔在小尺度内呈随机分布;性别空间分离现象仅出现在资源相对匮乏的地区。雌雄群体在年龄结构及其发展趋势方面均存在差异,雌株群体的年龄结构表现为稳定型,雄株群体的年龄结构表现为衰退型;存活曲线和生存函数曲线表明雌株群体比雄株群体较早地进入衰退期;时间序列预测表明随着时间的推移,老龄个体数量逐渐增多,幼龄个体缺乏是导致雌雄群体衰退的重要原因。(2)黄柳雌雄植株功能小枝在生物量积累、分配以及性状间的权衡关系上均存在差异,在相同支撑器官质量下,雌株比雄株的叶片面积大且重。雄株支撑器官(茎、叶柄)干重及其占小枝千重的百分比显著高于雌株,叶片千道占小枝于重的百分比显著低于雌株。小枝水平上,雌株比雄株更倾向于增加纵向生长率;随着茎千重、小枝干重的增加,雌株的总叶干重显著高于雄株,总叶片面积的生长速率显著快于雄株。叶水平上,在相同叶柄干重下,雌株比雄株具有显著高的叶片干重和面积,且雌株叶片面积的生长速率大于叶片干重的生长速率,而雄株叶片面积和叶片干重的生长速率相同,说明雌株叶片朝着变大的趋势发展。(3)干旱胁迫显著降低了黄柳扦插苗的生长发育和光合作用,影响了其生物量分配、渗透调节功能以及抗氧化酶系统等,并导致雌雄扦插苗表现出了明显的性别差异。在水分较好的环境下,雌雄扦插苗在株高、基径、总叶片数、单叶面积、茎干重、根干重、根重比、根冠比、叶绿素b含量、总叶绿素含量、类胡萝卜素含量、气体交换、叶绿素荧光、叶片相对含水量、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量等方面差异不显著;但在干旱胁迫下,雌株的株高、总叶片数、单叶面积、茎干重、根干重、总叶绿素含量、净光合速率、光系统Ⅱ(PSII)最大光化学效率、PSII有效量子产量和叶片相对含水量显著高于雄株,非光化学淬火系数、丙二醛含量、脯氨酸含量和可溶性糖含量显著低于·雄株;雌株叶干重、总干重、叶重比、叶绿素a含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性始终大于雄株,说明干旱胁迫对雄株形态生长和生理生化过程的抑制程度较高,而雌株的抗旱能力则较强。(4)沙埋能够显著促进黄柳雌雄植株的生长发育和光合作用,且对雌株在基径生长、叶和茎生物量积累方面的促进作用较强,而对雄株在株高和冠幅生长方面的促进作用较强;受沙埋的影响,雌雄植株的根干重、总干重、叶绿素a含量、总叶绿素含量、净光合速率和气孔导度显著增加,且雌株的总叶绿素含量、净光合速率和叶绿素荧光均显著高于雄株;雌雄植株的生理生化物质含量变化较小,且性别间差异不明显。然而,风蚀显著抑制了黄柳的生长发育和光合作用,影响了其渗透调节功能和抗氧化酶系统等,且对雄株的抑制程度高于雌株;受风蚀的影响,雌株株高、基径、冠幅和生物量的降低程度小于雄株,且根重比和根冠比显著高于雄株;雌雄植株的净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾速率、叶片相对含水量和可溶性蛋白含量显著降低,丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、单宁含量和抗氧化酶活性显著升高,且雄株的净光合速率、叶绿素荧光、叶片相对含水量、抗氧化酶活性显著低于雌株,丙二醛含量、脯氨酸含量和可溶性糖含量显著高于雌株,说明风蚀对雄株的生理损伤更为严重。综上所述,浑善达克沙地黄柳天然种群性比严重失衡,部分地区存在性别空间分离现象,雌雄群体在年龄结构、发展动态、功能特征以及对环境的适应性上均存在明显的性别差异,雌株能够通过维持较高的光合作用以保证植株的正常生长,从而表现出比雄株更强的适应性,这也是其种群雌株个体数量更占优势的重要原因。
【图文】：

黄柳的空间分布格局

浑善达克沙地黄柳雌雄性比格局及性别差异研究

黄柳雌雄群体的空间关系
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q948

【参考文献】