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内蒙古草原是我国分布最广的草原,是我国北方地区一道重要的绿色屏障,对京、津周边及整个华北地区生态环境保护起着十分重要的作用。近半个世纪以来,由于人口的迅猛增长和经济、社会的快速发展,加上全球气候变化所带来的气温升高、降水格局改变、灾害性天气增多等种种不利影响,天然草原大面积退化,地带性植被的建群种大范围消失。本文以内蒙古草原主要建群种大针茅和克氏针茅为研究材料,以大针茅和克氏针茅典型分布区-内蒙古中东部草原为研究区域,在典型地段选择样地,从种群遗传结构、物种多样性和群落稳定性关系、不同地理种群克氏针茅生殖分配三个方面进行研究,期望能为全面了解内蒙古草原建群种大针茅和克氏针茅的遗传多样性和相关生物学特性作出探索,为草原利用方式和退化草原恢复方面有效措施的制定提供基础数据。
本文所得结果如下:
1用等位酶方法分析大针茅和克氏针茅遗传多样性,结果表明:大针茅和克氏针茅的种水平上和种群水平上的Neis遗传多样性指数都高于Hamrick(1989)统计的449种植物的平均值,表现出较高的遗传多样性。大针茅和克氏针茅各自种群之间存在强大的基因流,种群之间遗传分化很小,遗传变异主要存在于种群内,符合大针茅和克氏针茅风媒异交的繁殖特性。同时显示这两种植物各自种群之间的分化是由自然选择而不是遗传漂变引起的。大针茅和克氏针茅种群之间的Neis无偏差遗传距离和实际地理距离之间不存在显著相关关系,部分位点遗传多样性指数以及等位基因频率和气候因子之间存在显著相关关系,表明气候因子对大针茅和克氏针茅的遗传变异具有选择压力,环境因子的选择作用在遗传分化中起一定作用。
2用法国生态学家Godron引入的方法计算出内蒙古草原六个典型群落的稳定性,结合放牧干扰、群落演替等因素讨论多样性和稳定性的关系,结果表明:内蒙古草原群落的物种多样性和群落稳定性之间不存在简单的线性关系,而是存在明显的不确定性。认为稳定性的研究应该强调群落的演替阶段和产生多样性和稳定性的基础和影响因子。提出天然草原稳定性机制的研究应该结合群落演替阶段、物种丰富度、物种的特性、群落结构和干扰因子来进行。
3比较三个克氏针茅种群的生殖分配差异并初步探讨影响三个克氏针茅种群生殖分配的因素。分析现有实验数据可以得出:从东到西随水热梯度变化,克氏针茅生殖分配显著增加,总生物量显著降低,营养部分占总生物量的比例显著下降。进一步对生殖分配、总生物量分别和气候因子进行相关性检验,结果表明总生物量和≥10℃积温、年降水量之间存在显著相关关系,生殖分配和年均温、干燥度指数之间相关趋势明显,但是没有达到显著性水平。气候因子对克氏针茅的生殖分配有一定的影响,随生境的旱化克氏针茅株丛有变小趋势。
上述实验结果不仅为大针茅和克氏针茅这两个重要的建群种的合理利用和种质资源保护提供了实验证据,而且也为内蒙古中东部草原乃至整个北方草原的合理利用以及其保护措施的制定提供了基础数据。