青藏高原东部嵩草属植物的生态解剖学研究

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嵩草属(Kobresia Willd.)植物隶属于莎草科(Cyperaceae)中的苔草亚科(Caricoldeae pax),全世界有70余种,中国有59种4变种,属下分为3个组,分别为嵩草组(Sect.Kobresia)、单穗嵩草组(Sect.Elyna)和异穗嵩草组(Sect.Hemicarex)(中国植物志,2001)。本文选择青藏高原东部分布较广、并且适合居群采样的13种嵩草属植物进行比较解剖学研究。根据研究结果和讨论,对13种嵩草属植物的研究结论如下:1.西藏嵩草、藏北嵩草、粗壮嵩草、高山嵩草和短轴嵩草等五种嵩草的叶肉薄壁细胞集中分布在近轴面,被栅栏组织包围,其中西藏嵩草、藏北嵩草和粗壮嵩草属于单穗嵩草组,高山嵩草和短轴嵩草隶属于异穗嵩草组。单穗嵩草组中的四川嵩草、线叶嵩草和矮生嵩草以及异穗嵩草组中的禾叶嵩草的薄壁细胞形成气腔和维管束相间排列。2.截形嵩草、嵩草、西藏嵩草、藏北嵩草、粗壮嵩草、高山嵩草和短轴嵩草等七种嵩草的栅栏组织只分布在远轴面,其中截形嵩草、嵩草、西藏嵩草、藏北嵩草和粗壮嵩草属于单穗嵩草组,高山嵩草和短轴嵩草属于异穗嵩草组。单穗嵩草组中的四川嵩草、线叶嵩草和矮生嵩草以及异穗嵩草组中的禾叶嵩草的栅栏组织上下表皮均有分布。3.甘肃嵩草、截形嵩草、嵩草和粗壮嵩草四种嵩草具有连续或不连续的下皮层,其中甘肃嵩草为嵩草组,截形嵩草、嵩草和粗壮嵩草为单穗嵩草组。和他们同组的其他嵩草均没有下皮层。4.异穗嵩草组中,高山嵩草和短轴嵩草的横切面外形不为“V”字形,下表皮的脊不突出,上表皮的槽近乎平直。同组的禾叶嵩草横切面外形为“V”字形,薄壁细胞形成气腔和维管束相间排列,栅栏组织分布于上下表皮,下表皮的脊突出,上表皮的槽宽阔且浅。5.根据phylip 3.62的聚类分析图知道,Sect.Kobresia中的K.royleana和K.kansuensis、Sect.Elyna中的K.setchwanesnsis、K.capilifolia和K.humilis以及Sect.Hemicarex中的K.graminifolia共6种植物聚为一组,它们具有生态相似性;Section Elyna中的K.Cuneata、K.myosuraides、K.tibetica、K.littledalei和K.robusta以及Section Hemicarex中的K.pyrmae和K.vidua共7种植物聚为一组,它们具有生态相似性。6.从实验结果可以看出,各种植物叶片横切面和表皮解剖学性状存在差异:从横切面看,它们在外形、中脉在远轴面形成的脊和近轴面上的槽、乳突存在与否、栅栏组织分布及层数、气腔的大小和形状、泡状细胞的形状及数量、叶肉薄壁组织的排列方式、是否存在下皮层等方面都有所不同;从叶片表皮来看,细胞的形状、细胞垂周壁弯曲程度、端壁的性状、乳突、硅质体类型等在种与种之间也有变化。可见,叶片解剖学性状可以做为种及种上等级分类的参考。7.13种植物的叶片结构均具有适应高原干旱、低温、强风、强辐射等生态环境的特征,具体表现在:(1)表皮细胞具有深或浅的波纹状;(2)表皮细胞外壁加厚;(3)喜马拉雅嵩草、甘肃嵩草、截形嵩草、四川嵩草、线叶嵩草、藏北嵩草、高山嵩草和禾叶嵩草的近轴面均有大小不等的乳突;(4)具有较厚的角质层和蜡质;(5)叶片中具有硅质;(6)气孔分布于下表皮,稍陷于表皮内,具有孔下室;(7)栅栏组织发达,常常具有几层,没有海绵组织的分化;(8)截形嵩草、嵩草、西藏嵩草、藏北嵩草和粗壮嵩草属忍耐型植物,高山嵩草和短轴嵩草节约型植物;(9)具有发达的机械组织,起到很好的支持作用;(10)具有发达的输导组织和维管束鞘。8.随海拔升高,矮生嵩草的叶片结构具有较大变化:(1)叶片厚度、表皮厚度、上表皮角质层厚度、泡状细胞个数、上下表皮栅栏组织层数和厚度、输导组织面积、机械组织厚度、气孔器密度和指数、孔下室都随海拔升高而增加;(2)上下表皮角质层厚度、上下表皮栅栏组织面积等随海拔升高而减小;(3)气孔器面积随海拔升高先增加后减小。
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