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基于高斯模型的植物种群的耐旱性分析——以塔里木河流域的荒漠河岸林植物为例

刘加珍  陈亚宁  陈永金  朱海勇  
【摘要】:植物物种与环境因子的关系多数情况下不是线性关系,而是非线性关系。生物的存在与繁殖,对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限,超过了某种生物的耐性限度,则使物种生存受威胁。通常植物种与环境因子间的关系符合高斯模型。环境因子增加,物种的个体数增加且达到最大值,随后当环境因子值继续增加时,种的个体数逐渐下降,最后消失。本文选择了塔里木河流域代表性的典型植物芦苇(浅根系草本)、骆驼刺(深根系草本)、多枝柽柳(深根系灌木)和胡杨(深根系乔木)为物种的分析对象,采用高斯模型,分析了塔里木河流域典型物种的耐旱性限度,结果表明:(1)芦苇的最适宜生长地下水埋深为1.82 m,而在地下水埋深降至约4.36m之时其种群生长繁殖受抑制,在地下水埋深降至5.6m以下的范围则是其发生高死亡的界线水位。骆驼刺的最适宜地下水埋深为3.30m左右,在地下水埋深降至6m之时其种群生长繁殖受阻,而在地下水埋深降至7.4m以下时则发生大量死亡。多枝柽柳以2.23m左右的地下水埋深为最适宜生长地下水位,在地下水埋深降至6.5m以下时种群生长受抑制,当地下水埋深继续下降至10 m以下时,是种群走向衰亡的预警水位。胡杨生长的最适宜地下水埋深为3.32 m左右,当地下水埋深降至7.7m以下时,其种群生存受威胁,而在地下水埋深降至12 m以下时,种群为种群走向衰败甚至死亡的界线。(2)就单个植株而言,其受胁迫死亡,并不表示其种群的消亡,大量个体的死亡才可预示种群的消亡。本次分析给出的种群消亡预警水位是指在地下水位下降至接近这一界线之后会出现大量个体死亡的界线,以芦苇为例,受多种外来因素的影响它可能是在地下水埋深降至接近4.36m之前大量死亡,也可能是地下水埋深降至4.36m之后发生大量死亡。(3)就环境而言,它既是植物存在的基础,同时亦影响和改变植物的形态结构和生理生化特征,所以说,自然界中生物的耐受限度可以随环境条件的缓慢的变化而改变的。甚至能够逐渐适应于极端环境中。塔里木河下游植物的耐旱适应,是植物在原有各自遗传基础上,形成的对环境的调整适应能力,这种耐旱适应有的是表现型变化,有的是遗传性上的变化。

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