天山北坡东段与西段野生鸭茅的种群分布、形态特征及生理生化特性研究

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1、本文是新疆农业大学国家重点学科博士研究生创新基金研究项目“天山北坡野生鸭茅生态适应性机理研究”的部分研究成果（项目编号：XJCYB-2011-02）自治区重点实验室开放课题“天山北坡天然草地鸭茅种群分布特征及形态结构分化的研究”的部分研究成果（项目编号：XJDX0209-2012-05）课题主持人：张鲜花讲师（新疆农业大学）天山北坡东段与西段野生鸭茅的种群分布、形态特征及生理生化特性研究摘要鸭茅（Dactylisglomerata）是优良冷季型禾本科牧草，具有适应性强，营养价值高等特点，是优质高产人工草地建

2、植主要栽培物种。新疆拥有丰富的野生鸭茅种质资源，是天然的基因库，然而针对当地野生鸭茅种质资源的研究与利用基本处于空白。以往的一些零星研究，不能为该地区鸭茅新品种选育提供基础依据。本研究是从保护和开发利用野生鸭茅种质资源角度出发，就不同区域野生鸭茅群落物种多样性、野生鸭茅种群种间关系、种群分布格局、植株形态特征及生理生化特性等方面进行比较研究，揭示不同区域野生鸭茅种群与环境适应的调节机能。主要研究结果如下：（1）群落数量特征分析，结果表明：群落高度、密度、盖度及地上生物量方面，区域与各海拔之间存在差异，但无明

3、显的规律性变化；野生鸭茅种群随海拔的升高，其优势地位逐渐降低。（2）物种多样性结果表明，α多样性指数在垂直方向上，不论西段和东段山地均呈现随海拔先升高后降低再升高的趋势，呈现“V”型，在水平方向上，东、西段山地相同海拔处除丰富度Margalef指数R和物种丰富度在海拔2000m呈现出显著性差异外（P＜0.05），其它指数均未呈现出显著性的差异（P＞0.05）。β多样性指数表明，东段海拔1800~2200m之间，群落相似性极高，共有种较多，生境条件较为一致。西段海拔1800~2200m之间，共有种较少，生境存

4、在着较大的差别。物种多样性指数与海拔呈现出负相关，即随海拔升高，物种多样性指数降低；物种多样性指数和群落生物量存在着一定的负相关，但并没有显著的相关性。（3）总体联结性分析结果表明，天山北坡东段海拔1800m和2000m各植物种间总体呈显著正相关，但随海拔的升高，在海拔2200m处呈现了显著负相关。天山北坡西段除海拔2000m处总体关联呈现显著正相关外，在海拔1800m和2200m处呈现显著负相关。联结指数结果表明天山北坡东段海拔1800~2200m，群落中两个种之间联结性整体表现出正联结大于负联结，天山北

5、坡西段海拔1800~2200m，群落中两个种整体表现出正联结小于负联结，但不显著。（4）采用扩散系数及t检验，结果表明无论天山北坡西段还是东段，野生鸭茅种群的分布类型均是聚集分布。丛生指数I、聚集强度k、平均拥挤度m*、聚块指数m*/m、Cassie指数测定结果表明，天山北坡东段野生鸭茅种群分布格局强度为中度聚集，西段在海拔1800m和2200m，鸭茅种2群聚集强度为强聚集。格局规模结果表明，不同海拔地段，野生鸭茅种群在区组4（斑块面积0.4m）、I222区组8（斑块面积0.8m）、区组32（斑块面积3.2

6、m）和区组64（斑块面积6.4m）上均有明显的峰值，形成规模聚集。（5）不同区域野生鸭茅种群植株营养器官性状及繁殖器官性状研究结果表明，东段野生鸭茅植株体的花序长度、花序宽度、花药长度高于西段，但种子长度与宽度、千粒重却表现出西段高于东段；叶片解剖结构研究结果表明，除气孔密度及上表皮细胞的长度和宽度上存在显著性差异（P<0.05），而上下表皮细胞的气孔下陷程度、角质层厚度及下表皮细胞的长度和宽度方面未呈现显著性的差异（P>0.05）。（6）野生鸭茅种群生理生化指标的测定分析结果表明，叶绿素的含量东段（奇台县

7、）高于西段（巩留县）；叶绿素a/b比值则是西段（巩留县）显著高于东段（奇台县）。野生鸭茅种群叶片渗透调节物质含量比较，游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量均表现出东段（奇台县）高于西段（昭苏县和巩留县），而丙二醛含量东段最低。野生鸭茅种群叶片保护酶活性的比较，结果表明叶片中超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性及过氧化氢酶（CAT）活性在区域间无显著性差异（P>0.05）。（7）野生鸭茅种群净光合速率日动态变化研究结果表明，东段（奇台县）和西段（昭苏县、巩留县）野生鸭茅种群的净光合速

8、率日变化曲线先降低再升高再降低的趋势；光合有效辐射强度、蒸腾速率、气孔导度、大气温度及叶片温度的结果表明，所有曲线的日变化的峰值位置均在中午12:00-15:00之间，随之后又出现下降趋势。光能利用效率及水分利用效率结果表明，东段（奇台县）优于西段（巩留县优于昭苏县）。综合以上结果，认为在天山北坡东段与西段鸭茅种群优势地位、分布规律、形态特征、生理生化特性及光合生理生态方面均存在一定差异，研究结果可为该地区的野生