基于叶功能性状研究陆生蕨类植物的适生策略

论文摘要

植物功能性状是能够反映生存环境的变化,并对生态系统功能有一定影响的植物性状,作为植物与环境之间的纽带,可用于探讨植物对环境的适应与存活策略。蕨类植物作为率先脱离水体且成功登陆的植物类群之一,介于苔藓植物与种子植物之间,既属于原始的维管植物,又是高等的孢子植物,具有重要的研究价值。在长达4亿年的进化过程中,蕨类植物经历了4次生物大灭绝事件,每一次灭绝事件后,都在新的环境下产生新的分化。目前陆生蕨类植物分布广泛,生态类型多样,多为林下生长,亦有生长在林缘开阔生境或附生在树干上。为探究陆生蕨类植物在不同环境下的适生策略,本文以采集得到234个蕨类植物样品为实验材料,测定了分别表征不同功能以及适应策略的8个叶功能性状:叶面积、叶柄长度、比叶重、单位质量氮含量与气孔的密度、长度、宽度、长宽比,分析各功能性状间的相关性,同时将蕨类植物按照不同生态类型与不同光照类型进行划分,进行多重比较分析,探讨不同类型及生境的陆生蕨类植物在不同环境下的生态适应策略,结果如下:1.功能性状间的相关性分析显示,蕨类植物与被子植物的性状相关性趋势是一致的:比叶重与叶面积、单位质量氮含量、叶柄长度呈负相关趋势,叶面积与单位质量氮含量、叶柄长度间呈正相关趋势,体现了植物叶性状间的密切关系与功能性状间的权衡。2.按照土生、附生、岩生以及攀援等类型进行划分,结果显示:(a)生长在林下层的大部分土生类型蕨类植物,叶面积和单位质量氮含量较高,而比叶重较低,反映出蕨类植物整体上通过增大叶面积、伸长叶柄长度,以捕获更多的光照,来适应荫蔽、温润的环境;(b)对于生长在岩壁以及阳附生类的植物,蕨类植物以减小叶面积、增大比叶重、缩短叶柄长度来适应强光照环境,避免因光照强、水分少而造成植物体损伤。3.按照不同的光照强度划分,研究蕨类植物气孔对环境的响应变化时发现:当光照强度高的时候,蕨类植物气孔处于长宽比小但密度大的状态,有利于快速的响应环境的变化,降低叶片的蒸腾速率;而林下环境光照强度弱,且空气湿度大,蕨类植物气孔长宽比大而密度小,反映出对水分的反应不敏感。与被子植物相比较来看,蕨类植物的气孔密度低于被子植物,气孔面积高于被子植物。综上所述,本研究从测量蕨类植物叶功能性状入手,分析不同生态类型蕨类植物对环境需求的差异,探讨蕨类植物在不断的环境变化中的适应策略,同时也可揭示功能性状的生态指示意义,为现存蕨类植物的生存环境需求提供依据,为生物多样性的保护提供重要参考。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 魏宏宇

导师: 刘保东,严岳鸿

关键词: 蕨类植物,功能性状,生态类型,气孔,适应策略

来源: 哈尔滨师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 哈尔滨师范大学

基金: 科技部科技基础性工作专项“华东黄山-天目山脉及仙霞岭-武夷山脉生物多样性调查”(2015FY110200)

分类号: Q948

总页数: 125

文件大小: 7982K

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