红树林植物根系解剖结构研究

红树林植物根系解剖结构研究
作 者 : 关超
学位授予单位 : 沈阳农业大学
学位名称 : 硕士
导师姓名 : 孔德良
学位年度 : 2016
摘 要 : 细根一般是指直径在2mm以下的根系的集合。细根是植物根系中最重要的一个部分,对植物生长和生态系统物质循环中起到至关重要的作用。例如,细根平均每年周转一次的话,预计要消耗掉整个地球陆地生态系统中植被净初级生产力(NPP)总份额的30%左右,在森林生态系统中这一比例可能达到40-50%。用直径大小来定义细根往往忽视了细根内部的异质性,这对植物生长的研究和生态过程的预测都是不利的。而近年来用根系分枝等级的观点研究根系成为研究的主流,而根系解剖结构则是研究中关注的热点,是认识根系结构、功能以及植物进化的重要视角。尽管用分枝等级的观点研究根系有了很大的进展,然而大多数研究开展与陆地植物,对于在滨海植物如红树林植物却很少涉及。红树林植物在防风固滩护岸、净化近海环境污染、维持维护生物多样性以及保护沿海地区生态安全等诸多方面起着非常重要的作用。本研究中,我们在我国红树林的主要产地之一的海南东寨港国家自然保护区,在不同的盐分生境中采集的17种红树林植物,包括草本蕨类1种;红树13种、半红树3种。我们采用石蜡切片技术,测定这些植物根枝末端前5级根的解剖结构特征,包括直径、维管束直径,皮层厚度、维管束内管道分子的大小和密度,探究这些解剖特征在根级间,以及不同物种的一级根间的变化格局。结果表明:(1)无论是蕨类植物还是红树和半红树植物,根直径随根级增加而变粗,低级根内皮层外侧细胞颜色往往较深;同时,高级根仍存在较厚的皮层,以疏松的通气组织的形式存在,丧失了吸收功能。(2)红树林植物1级根平均直径为194μm,小于陆地木本植物的平均值。在1级根直径的变化过程中,皮层和维管束直径的种间变异较大(CV=40.12%,40.81%),而维根比变异最小(CV=21.69%)。(3)随着1级根直径的增加,维根比与根直径无关,但是皮层厚度和维管束直径与根直径均呈强烈的线性关系,且前者的斜率远高于后者。(4)低盐分环境中的角果木的导管直径显著大于高盐分的角果木,但是皮层和维管束大小差异较小。这些结果对于认识红树林植物根系的结构和功能的关系,及其与环境的适应性方面具有重要价值,这些结果也可为红树林保护和繁育提供一定的理论依据。

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