稀有植物裸果木的繁殖特性及其生态适应性研究

裸果木（Gymnocarpos przewalskii Maxim）是亚洲中部比较稀少的孑遗植物，对于研究我国西北、内蒙古荒漠的发生、发展、气候的变化以及旱生植物区系成分的起源，有着非常重要的科学研究价值，然而由于目前裸果木自然更新和繁殖困难，其种群数量急剧减少，分布面积不断缩小和生境破碎化。针对裸果木有性繁殖力低下，开花量大而结实率低的问题，本项目拟开展裸果木繁殖特性及其生态适应性研究，通过研究裸果木的开花、传粉、受精等生殖过程，探索裸果木的繁殖规律，揭示传粉机理和种子形成机制；找出裸果木结实率低的内外因素。通过探索裸果无性繁殖特性及其与环境的关系，揭示其无性繁殖的规律及其生态适应性，揭示裸果木种群数量下降的内在原因和外部因素，揭示裸果木濒危的原因，旨在为保护该物种提供理论依据。

通过对裸果木种群数量特征、年龄结构、繁殖特性及其生态适应性等研究，结果表明：.1、在不同海拔和生境裸果木种群的综合数量指标有显著的差异。在海拔2387m～2517m区域，裸果木种群的综合数量指标显著高于海拔1506m的极端干旱区和2800m的高寒地区，在不同海拔和生境中，裸果木幼苗的补充量普遍较少，造成整个种群更新困难。裸果木中老龄植株较多，幼龄植株较少。说明裸果木种群数量趋于下降，属于一个衰退性种群。.2、通过年轮测试仪分析，裸果木植株年龄1～73年。开花数量随着冠幅和年龄的增加而增加，但增加到一定程度，开花数量有所下降。.3、在年降雨量157mm时，开花数量从496～25264朵小花/株。裸果木开花量很大，但结实率很低仅有0.7%。在年降雨量低于80mm时，开花量数量显著降低，而在降水量低于45mm时裸果木植株不开花。并且在持续干旱时，裸果木叶片发红并大量脱落，叶片脱落使植株成干枝条和假死状态，以适应极端干旱的逆境胁迫。.4、裸果木在开花期间遇到极端干旱胁迫时，造成花粉发育不良、子房发育不良。加之在极端干旱胁迫时，其开花时间缩短，水分的不足也使正在开的花又闭合上，因而造成传粉受阻、是结实率低的重要原因。.5、通过扫描电镜( SEM) 观察，裸果木花粉形状为圆球形，花粉粒直径大小为22.0×22.44 μm；具散孔，萌发孔 12个，孔均匀分布；孔径：7.2-7.4μm； 孔间距：2.7-2.8μm；孔下陷，孔的界线明显。花粉粒外壁纹饰为均匀的颗粒状，颗粒较小； 萌发孔内的外壁纹饰颗粒较大。 裸果木作为虫媒花，花粉粒外壁表面的纹饰比较发达，便利于花粉附着在昆虫的身体上，随着昆虫的活动而起到传粉的作用。.6、裸果木为昆虫授粉方式，传粉昆虫有蜜蜂、蚂蚁、甲虫和象鼻虫等。其中蜜蜂是最重要的传粉昆虫，但其数量较少。传粉昆虫较少，访花频率较低，柱头得不到足够多的花粉，使许多雌配子不能与精细胞结合而败育，导致结实率较低。.7、裸果木根、茎、叶的旱生结构能够适应极端干旱恶劣的环境。.8、裸果木无性繁殖能力较强，通过根茎和根蘖的方式产生的无性系植株较多，在距离母株1-4m处无性繁殖比较旺盛。.裸果木有性繁殖力低下，自然更新困难，加之自然灾害和人为因素等的影响，造成裸果木生境破碎化和斑块状，导致其种群数量日趋减少。