学位论文-—青藏高原纬度梯度下紫花针茅种子大小适应性的初步研究.doc

西南林业大学 本科毕业（设计）论文 （2011届）题目:青藏高原纬度梯度下紫花针茅种子大小适应性的初步研究教学院系 环境科学与工程学院 专 业 环境科学 学生姓名 刁开佑 指导教师 刘文胜 评 阅 人 齐丹卉（讲 师） 2011年5月10日青藏高原纬度梯度下紫花针茅种子大小适应性的初步研究刁开佑（西南林业大学环境科学与工程学院，云南 昆明 650224）摘要：紫花针茅（Stipa purpurea）是青藏高原上一种分布较为广泛、对恶劣环境抵抗能力较强、适应性较高的植物。但由于近年来环境状况日趋恶劣、气候变暖等因素其生长受到了较大的影响。为了了解紫花针茅对水热等环境条件的适应，本文通过对紫花针茅种子随景观变化以及紫花针茅与各指标间的权衡关系进行研究。结果表明：种子直径随着纬度的增加而增加，说明大种子在水热条件较差时有较好的适应性；芒长随着纬度的增加而增加，说明芒长的增加有利于种子的传播及能促进种子的萌发；第二节间直径随着纬度的增加而增加，说明第二节间直径长得越健壮越有利于穗的生长。穗长随着海拔的升高而减小，说明海拔较高的区域较低矮的穗有更强的适应性；种子数量随着海拔的升高而减小，说明高海拔区环境恶劣植株生长状况而导致差结实率低。种子各指标与经度的变化均无关系。种子直径随着第二节间直径的增大而增大，种子总重量随种子直径的增加而增大；外稃长、芒长、内稃长、种子总重量随着种子长的增加而增加。关键词：青藏高原；紫花针茅；种子大小；芒长 Qinghai-Tibet Plateau latitudinal gradient Stipa purpurea a preliminary study of seed size adaptationDiao Kaiyou(College of Environmental Science and Engineering, Southwest Forestry University, Kunming 650224, China)Abstract: Stipa purpurea is a distribution on the Qinghai-Tibet Plateau is more widespread, strong resistance to harsh environments, adaptability higher plants. However, due to deteriorating environmental conditions in recent years, the growth factors such as climate change has been seriously affected. In order to understand in this case Stipa purpurea grandis adaptation, namely the Stipa purpurea grandis species to habitat choice, seed propagation and reproductive rule. This article through to Stipa purpurea grandis seeds with landscape changes and Stipa purpurea grandis and the relationship between each index research and analysis. The results showed that: The seed diameter increases with latitude, indicating that large seeds in hot water when the less the better adaptability; Mountain long as the latitude increases, indicating that the increase is conducive to long-Mount seeds transmission and can promote seed germination; II between the diameter increases with latitude, section II looks more robust between the diameter of the better ear growth. Ear length decreases with increasing altitude, indicating higher altitude than the low spike region have a wider tolerance; number of seeds decreases with increasing altitude, indicating a poor environment of high altitude plant growth conditions led to poor seed set rate. Seeds of change in the index had no relationship with longitude. Section between seed diameter with the increase in diameter, the total weight of the seed with the increase of the seed diameter; lemma length, awn length, palea length, total weight of seeds increased with seed length increased.Key words: Qinghai-Tibet Plateau; Stipa purpurea; Seed size; Long mountai目录1前言11.1 研究的目的意义11.2 国内外研究现状12材料与方法52.1 实验材料来源52.2 研究方法53研究区概况74结果与分析84.1种子随景观的变化84.1.1 紫花针茅种子各指标随纬度的变化84.1.2 紫花针茅种子各指标随经度的变化114.1.3 紫花针茅种子各指标随海拔的变化114.2种子各指标与种子大小的关系134.2.1紫花针茅种子各指标与种子直径的关系144.2.2紫花针茅种子各指标与种子长的关系155结论与讨论185.1 结论185.2 讨论18参考文献20指导老师简介23致谢24 1前言1前言1.1 研究的目的意义青藏高原被称为“地球第三极”，是全球变化最敏感的区域。该区植被状况一方面受全球变化影响最显著，另一方面，植被状况也将对全球变化产生重要影响。青藏高原从东南到西北呈现出温度逐渐降低，降水逐渐减少的趋势。因而，研究该区植物对高原环境的适应对植物适应全球变化具有重要意义。种子大小变异在种子植物长期的进化历史中扮演着重要角色。由于植物分配给种子的资源相对有限，在逆境或高的选择压力下，植物可能要生产少而较大的种子为幼苗的存活和定植提供更多的养分，或多而小的种子以分散风险，从而提高物种在多变环境中的适应能力，因而，种子大小对环境具有重要的适应意义。本文通过研究青藏高原紫花针茅种子大小与纬度、经度、海拔之间的关系，阐明紫花针茅种子大小与水分、温度环境的关系和其进化适应意义，同时揭示该物种对全球变化的响应。1.2 国内外研究现状自从1942年Salisbury 出版了植物繁殖能力1著作以后，种子大小的研究引起了很多生态学家的关注2-5。在自然种群内，植物个体间以及个体内种子大小变异是一普遍现象，通常称为同一物种内的较大种子和较小种子，且种群内种子大小变异主要来源于各个个体间。从种子大小的生物学、生态学意义来看：种子大小主要通过两个方面来影响后代植物幼苗的生存适合度。首先，种子的大小和其产生的种子数量呈显著的负相关关系，即产生的种子越大，种子数量则越少。小种子具有更大的传播、散布和拓殖优势；另一方面，种子大小和幼苗存活呈显著的正相关关系，即较大种子能够萌生具有较大个体的幼苗。与较小种子萌生的幼苗相比，其幼苗对光照和营养等资源具有较强的竞争能力，对不利的环境条件也具有较强的抵抗忍耐能力，较大种子对于后代幼苗及植被的更新具有更大的贡献。因此，不同大小的种子产生的幼苗将会采取不同的生长策略。从种子大小与萌发率之间的关系来看：种子大小是影响种子萌发的主要因素之一，较大的种子相对较小的种子具有较快的萌发速率和较大的萌发率。研究表明，种子大小能够影响种子的萌发能力，直接影响幼苗的建成，最终影响整个群落的结构12。有关种子大小与萌发能力关系的研究主要集中在同一物种内，包括同一植物个体上不同大小种子、同一种群的不同个体间大小不同的种子、以及不同种群间不同大小种子的研究。与种内种子大小变异相比，种间的种子大小变异非常大，从兰花的10-6克到双椰子的27千克2，超过10个数量级，一般称为较大种子物种和较小种子物种。物种内种子大小变异的研究对于获得种子大小变异的生态学意义非常重要，近年来国内开展了相关的研究，如杨允菲等6-7研究了东北草原野生牧草种的种子千粒重及其多样性；仲延凯等8研究了典型草原120个物种的种子大小。其研究结果表明：种子大小是植物的一个关键的和相对稳定的生活史特征，与种子传播和其它特性如种子散布、幼苗竞争能力、休眠、萌发、出土、生长率、植物幼苗大小、花的大小、植物寿命以及种子库的持久性等密切相关2-4,9-15。种子大小与植物群落中物种的分布和丰富度14以及群落的更新演替16-18也密切相关。我国学者也开展了关于种子大小的研究，如内蒙古草原的种子大小与萌发能力研究19-22、我国青藏高原高寒草甸植物区系的种子大小分布与植物生活型的研究23-24及种子大小与萌发的关系25，而有关种子大小和幼苗生长策略之间关系的系统研究还不多。种子大小特征是物种在多种自然选择压力下进化的结果，这依赖于植物的生活史类型和生境的特征。高寒草甸植被的平均高度比较低，生境比较开阔，在这样的生境中种子的平均质量比较小，这是因为在开阔的生境中小种子萌发产生的幼苗不会因为长期遮荫而死亡，而且小种子植物较大种子植物在种子数量上占优势，使小种子植物适合度较高。还有就是因为小种子植物萌发所需积温比较少，因而能更好的适应高寒草甸环境。所以如果植物用来繁殖的资源量一定时，植物就会倾向于产生大量的小种子而不选择产生少量的小大种子，以提高植物自身的生存适合度。为此，本文从紫花针茅种子大小与其后代生长发育早期的萌发、出土、存活、竞争以及生长特性之间的关系等方面，综述了关于种子大小和其后代幼苗生长发育特征之间关系的研究现状。芒作为植物穗器官的组成部分，是植物在长期进化中适应环境的结果。芒是一个附属于心皮、颖、外稃或内稃的顶点、背部或基部延长的类似于刚毛的结构，在功能上分为吸湿的主动芒（Hygroscopically active awn）和刚性的被动芒（Rigid passive awn）。吸湿芒对空气的干湿度极为敏感，会随着空气的干湿变化而循环地发生扭成螺旋和打开螺旋的动作，这种现象被称为芒的吸湿运动（Hygroscopic movement）。空气湿润时，芒的螺旋部会发生顺时针的旋转打开螺旋，空气干燥时，则发生逆时针的旋转扭成螺旋。芒具有一回膝曲或二回膝曲。同时，芒的基部还存在一个关节点（Articulation point），在这个位置上很容易与种子分离。芒的作用有以下几点：第一、芒的存在可以降低繁殖体下降的速度26，芒上的柔毛在空气干燥时竖起增加空气浮力27，增强风力的散布。此外，芒上的柔毛本身也可以通过吸湿带动繁殖体的运动。第二、繁殖体上柔毛的覆盖可以减少由于蒸发所带来的水分损失27，吸湿芒的膝曲可以指导繁殖体降落的方向。第三、芒通过吸收和运输水分一方面有助于颖果从植株上脱落后完成后熟，另一方面也可能促进种子萌发。第四、以吸湿芒充分接触土壤有利于繁殖体对水分的吸收28，可以获得更高的萌发率29。第五、芒在种子钻入土壤以后从关节点脱离，可以避免被食谷类动物发现而取食，这是对动物捕食的一种适应。由此可见，芒对种子的传播、繁殖具有较大的作用。目前，关于种子大小和幼苗生态学的研究存在以下方面的问题：理论研究与实验研究各自独立，很多理论研究缺乏充分的实验依据，而一些实验研究没有严格的理论框架，难以得出普遍性的结论。种子大小对其后代生活史特征的影响存在一定的矛盾性：小种子散布能力强，而大种子幼苗的竞争能力较强。种子的扩散优势和逃避被捕食要求种子趋于向小种子进化；而幼苗定居和生长特性则要求种子趋于大型化进化。这使植物种群里的种子形成了大范围内的种子大小变异，不同大小的种子通过不同的对策达到其生存适合度的权衡13，并在维持群落结构和格局的过程中做出一定的贡献。对于种子大小和幼苗生长性能表现之间关系的相关性尚无定论30，需要进一步的研究和验证。紫花针茅隶属禾本科针茅属是多年生草本植物。秆直立，细瘦，高20-45厘米，具1-2节，基部宿存枯叶鞘，叶鞘平滑无毛；叶青膜质，披针形，长3-6毫米，叶片纵卷如针状，基生叶稠密，长为秆高的1/2。分布于我国新疆、四川、甘肃、青海、西藏；在国外，中亚、克什米尔地区也有。紫花针茅在西藏广泛分布于阿里中部、羌塘高原、雅鲁藏布江中上游高山地带及藏南高原湖盆区，属寒冷半干旱高寒草原草地类，气候寒冷干燥，为典型大陆性高原气候，年平均气温-40摄氏度，0摄氏度年积温不足1500摄氏度，10摄氏度年积温小于650摄氏度，无霜期9-50天，降水量150-300 毫米。土壤为高山草原土，pH值8.0-8.7。是青藏高原主要植被类型高寒草原与高寒草甸的优势种，在涵养水源、保持水土上起着重要作用。然而，由于全球变化及人类干扰的影响，该物种的生存已受到威胁。因而，在了解该物种适应高原特征的基础上，制定适应的措施是保护该物种的前提条件。本研究将以青藏高原上分布最广泛的物种紫花针茅为研究材料，通过对其在青藏高原水热梯度下种子大小变异的研究，试图探讨以下问题：1.种子大小与水热条件的关系如何？2.种子大小与各指标的关系如何，对种子适应环境有何意义？回答了这些问题我们可以更好的制定措施以保护该物种。242材料与方法2材料与方法2.1 实验材料来源用作实验的紫花针茅种子采自青藏高原腹地不同纬度梯度区，种子基本达到成熟。主要采集地点包括：青海湖、西大滩、不冻泉、索南达杰、二道沟、沱沱河保护站、109国道公路3122公里处、沱沱河、3210公里处、雁石坪、唐古拉山北坡、唐古拉山样地1、唐古拉山样地3、格山安多、当雄、地理所、珠峰共17个样点，各采集地点的经纬度及海拔如表1所示。2.2 研究方法（1）实验材料采集于2010年7月31日至2010年8月10日在青藏高原上沿着纬度梯度采集紫花针茅的穗，共采集了17个样地的均含有种子的穗，将采集的穗装入信封。（2）室内测量在每个样地随机抽取20棵穗，然后在每棵穗中随机抽取5粒种子进行测量。具体测量指标包括：紫花针茅每穗种子数量、种子长度、种子直径、外稃长、内稃长、芒长及紫花针茅穗第二节间直径、第二节间长度、穗长；称量种子总重量，在80摄氏度的烘箱烘24小时，待冷却后取出进行称量，测出种子重量，分别计入记录表中。（3）数据分析将测量结果输入Excel表格，计算出各指标的平均值；利用SPSS软件分析紫花针茅种子各指标间的关系及各指标与纬度、经度、海拔之间的关系。表1种子采集时的经纬度及海拔采样点纬度（度）经度（度）海拔（米）青海湖37.083100.6853443西大滩35.74994.3174123不冻泉35.52293.9074612索南达杰35.51593.7494568二道沟34.81492.9274644沱沱河保护站34.61492.78347253122公里处34.39092.6704582沱沱河34.26692.48045713210公里处33.78892.2764634雁石坪33.71292.0774684唐古拉山北坡33.14091.8704889唐古拉山样地132.74591.8875026唐古拉山样地332.40091.7394814格山安多32.09891.6814719当雄30.57391.4614993地理所30.49791.0654314珠峰28.14186.85251503研究区概况3研究区概况青藏高原有“世界屋脊”之称，平均海拔在4000 米以上，属于中纬度地区，气温随纬度而变化的趋势是：纬度愈高、气温愈低、气候变得越干旱。同时，大气的温度还随地势的高度而变化，地势愈高，气温愈低。青藏高原属于我国第三阶梯区，属于高原山地气候，降水量较少，常年气温低于25摄氏度，空气稀薄。降水主要来自于印度洋上的东南季风所带来的，由于受喜马拉雅山的阻挡，所能到达的雨水很少，全年降水在200毫米以下。青藏高原上的植被分布有明显的地带性分异，大致是东部和南部高原边缘为森林地带，向西北依次为高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠。在该种条件下，青藏高原腹地主要植被类型为高寒草原与高寒草甸，其中以紫花针茅为建群种，它是青藏高原植被最典型的代表。4结果与分析4结果与分析4.1种子随景观的变化紫花针茅种子各指标（种子直径、外稃长、芒长、内稃长、第二节间直径、第二节间长度、种子长、穗长、种子数量、种子总重量）随景观变化的关系如表2所示。表2种子各指标随纬度、经度、海拔变化的关系指标纬度经度海拔PR2PR2PR2种子直径0.039*0.2540.2110.1020.4160.015外稃长0.2940.0730.7350.0080.9280.001芒长0.014*0.3370.0930.1760.1750.119内稃长0.3370.0620.8160.0040.8660.002第二节间直径0.020*0.3500.1840.1320.1500.152第二节间长度0.1130.1820.3720.0620.2740.091种子长0.2050.1050.7980.0050.7090.010穗长0.1510.1520.0880.2070.013*0.386种子数量0.4490.0390.5010.0310.019*0.317种子总重量0.2850.0870.8220.0040.6450.0174.1.1 紫花针茅种子各指标随纬度的变化由表2可以看出：（1）外稃长、内稃长、第二节间长度、种子长、穗长、种子数量、种子总重量与纬度的变化无关（其中纬度与外稃长P值=0.294、R2=0.073，内稃长P值=0.337、R2=0.062，第二节间长度P值=0.113、R2=0.182，种子长P值=0.205、R2=0.105，穗长P值=0.151、R2=0.152，种子数量P值=0.449、R2=0.039，种子总重量P值=0.285、R2=0.087）。（2）种子直径、芒长、第二节间直径与纬度的变化有关（其中纬度与种子直径P值=0.039、R2=0.254，芒长P值=0.014、R2=0.337，第二节间直径P值=0.020、R2=0.350）；种子直径随纬度变化的关系如图1所示；芒长随纬度变化的关系如图2所示；第二节间直径随纬度变化的关系如图3所示。图1 种子直径随纬度变化的关系由图1可以看出：紫花针茅种子直径随着纬度的增加而增大，即随着纬度的增加紫花针茅种子趋向于大种子的方向变异，说明随着纬度的增加，气温、降水逐渐减少，大种子有更好的适应性，在青藏高原上由于比较寒冷、干旱，从而导致土壤水分含量、热量较低，对种子的萌发及幼苗的生长产生抑制。大种子带有更多的营养物质，以确保抵达目的地时有足够的能量供其发芽，在竞争中以质取胜。其次，因为种子大小的不同，种子采取的传播方式也不同。许多大种子既是动物的食物，同时也依靠动物传播。大种子在依靠动物传播的过程中，随时有被取食的危险，但是它们凭借较多的营养物质，能够迅速萌发、发出幼苗。它们的幼苗可以在土地相对贫瘠或较为荫蔽的森林环境里生长，被动物取食后，也有较好的恢复能力。此外，大种子也相对更耐干旱。因此，随着纬度的增加紫花针茅种子趋向于大种子的方向发生变异，从而能更好的适应其生存环境。图2 芒长随纬度变化的关系由图2可以看出：紫花针茅芒长随着纬度的增加而增长。芒作为植物穗器官的组成部分，是植物在长期进化中适应环境的结果。随着纬度的增加热量降低、土壤水分含量减少等因素均影响了种子的萌发和生长。芒的存在可以降低繁殖体下降的速度，芒上的柔毛在空气干燥时竖起增加空气浮力，增强风力的散布。此外，芒上的柔毛本身也可以通过吸湿带动繁殖体的运动。繁殖体上柔毛的覆盖可以减少由于蒸发所带来的水分损失，吸湿芒的膝曲可以指导繁殖体降落的方向。芒通过吸收和运输水分一方面有助于颖果从植株上脱落后完成后熟，另一方面也可能促进种子萌发。以吸湿芒充分接触土壤有利于繁殖体对水分的吸收，可以获得更高的萌发率。总之，芒的长度越长种子散布的能力越强、吸收的水分越多，就越有利于种子的萌发与生长。因此，为了适应青藏高原水热条件较差的环境，芒长随着纬度的增加而增长。图3 第二节间直径随纬度变化的关系由图3可以看出：紫花针茅第二节间直径随着纬度的增加而增大。青藏高原海拔较高，风力对植株的生长有一定的影响。植株长得细小，则抗伏能力较弱，反之，则抗伏能力较强。而植株的抗伏能力直接影响植物的结实率与种子的饱满程度，植物长得越粗壮越不易倒伏，其结实率与种子饱满程度越高。因此，随着纬度的增加第二节间直径增大，从而使紫花针茅能更好的适应其生存环境。4.1.2 紫花针茅种子各指标随经度的变化由表2可以看出：种子直径、外稃长、芒长、内稃长、第二节间直径、第二节间长度、种子长、穗长、种子数量、种子总重量与经度的变化相关不显著（其中经度与种子直径P值=0.211、R2=0.102，外稃长P值=0.735、R2=0.008，芒长P值=0.093、R2=0.176，内稃长P值=0.816、R2=0.004，第二节间直径P值=0.184、R2=0.132，第二节间长度P值=0.372、R2=0.062，种子长P值=0.798、R2=0.005，穗长P值=0.088、R2=0.207，种子数量P值=0.501、R2=0.031，种子总重量P值=0.822、R2=0.004）。4.1.3 紫花针茅种子各指标随海拔的变化由表2可以看出：（1）种子直径、外稃长、芒长、内稃长、第二节间直径、第二节间长度、种子长、种子总重量与海拔的变化无关（其中海拔与种子直径P值=0.416、R2=0.015，外稃长P值=0.928、R2=0.001，芒长P值=0.175、R2=0.119，内稃长P值=0.866、R2=0.002，第二节间直径P值=0.150、R2=0.152，第二节间长度P值=0.274、R2=0.091，种子长P值=0.709、R2=0.010，种子总重量P值=0.645、R2=0.017）。（2）穗长、种子数量与海拔的变化有关（其中海拔与穗长P值=0.013、R2=0.386，种子数量P值=0.019、R2=0.317）；穗长随海拔变化的关系如图4所示，种子数量随海拔变化的关系如图5所示。图4 穗长随海拔变化的关系由图4可以看出：紫花针茅穗长度随着海拔的升高而减小。任何植物都是生活在具有一定温度的外界环境中并受着温度变化的影响。首先，植物的生理活动、生化反应，都必须在一定的温度条件下才能进行。一般而言，温度升高，生化反应加快、生长发育加速；温度下降，生理生化反应变慢，生长发育迟缓。当温度低于或高于植物所能忍受的温度范围时，生长逐渐缓慢、停止，发育受阻，植物开始受害甚至死亡。其次温度的变化能引起环境中其它因子如湿度、降水、风、水中氧的溶解度等的变化，而环境诸因子的综合作用，又能影响植物的生长发育、作物的产量和质量。海拔越高温度越低、水热条件越差，不利于植物的生长和繁殖。海拔越高，风越大，较低矮的穗有更强的适应性。因此，随着海拔的升高植株逐渐减小。图5种子数量随海拔变化的关系由图5可以看出，紫花针茅种子数量随着海拔的升高而减少。在高海拔地区，由于空气稀薄、气温较低、水热条件等环境因素，土壤贫瘠，难以提供充足的养分供植株生长，从而导致紫花针茅植株生长状况差、结实率低下。4.2种子各指标与种子大小的关系紫花针茅种子大小与各指标之间的关系如表3所示。表3种子大小与各指标之间的关系指标种子直径种子长P值R2 P值R2外稃长0.1250.149 0.000*0.932芒长0.2540.086 0.000*0.657内稃长0.1240.151 0.000*0.942第二节间直径0.029*0.316 0.2340.107第二节间长度0.6810.013 0.2220.112穗长0.7160.011 0.2720.092种子数量0.2760.079 0.2580.084种子总重量0.033*0.304 0.000*0.6324.2.1紫花针茅种子各指标与种子直径的关系由表3可以看出：（1）外稃长、芒长、内稃长、第二节间长度、穗长、种子数量与种子直径之间没有关系（其中种子直径与外稃长P值=0.125、R2=0.149，芒长P值=0.254、R2=0.086，内稃长P值=0.124、R2=0.151，第二节间长度P值=0.681、R2=0.013，穗长P值=0.716、R2=0.011，种子数量P值=0.276、R2=0.079）。（2）第二节间直径、种子总重量与种子直径之间有关系（其中种子直径与第二节间直径P值=0.029、R2=0.316，种子总重P值=0.033、R2=0.304）；第二节间直径与种子直径的关系如图6所示，种子总重量与种子直径的关系如图7所示。图6 种子直径与第二节间直径的关系由图6可以看出：种子直径随着第二节间直径的增大而增大。第二节间直径的粗细与植株的抗伏能力呈正相关，第二节间直径越粗，表明植株生长越健壮、不易倒伏、种子生长得越饱满。因此，种子直径随着第二节间直径的增大而增大。图7种子直径与种子总重量的关系由图7可以看出：种子总重量随着种子直径的增大而增大。种子直径与种子总重量之间存在一种正相关的关系。一般情况下，种子直径越大则种子总重量越大。4.2.2紫花针茅种子各指标与种子长的关系由表3可以看出：（1）第二节间直径、第二节间长度、穗长、种子数量与种子长之间没有关系（其中种子长与第二节间直径P值=0.234、R2=0.107，第二节间长度P值=0.222、R2=0.112，穗长P值=0.272、R2=0.092，种子数量P值=0.258、R2=0.084）。（2）外稃长、芒长、内稃长、种子总重量与种子长之间有关系（其中种子长与外稃长P值=0.000、R2=0.932，芒长P值=0.000、R2=0.657，内稃长P值=0.000、R2=0.942，种子总重量P值=0.000、R2=0.632）；外稃长与种子长的关系如图8所示，芒长与种子长的关系如图9所示，内稃长与种子长的关系如图10所示，种子总重量与种子长的关系如图11所示。图8 种子长与外稃长的关系由图8可以看出：种子长度随着外稃长的增长而增长。稃的主要作用是保护种子的生长，种子长度随着外稃长的增长而增长，说明种子受到外稃的较好的保护。图9种子长与芒长的关系由图9可以看出：种子长随着芒长的增长而增长。芒位于冠层的最顶端，对种子的传播有一定的促进作用。首先，芒越长种子散布得越远，其次，芒越长吸收的水分越多越有利于种子的萌发。因此，随着芒长的增加种子长度也增加。图10 种子长与内稃长的关系由图10可以看出：种子长度随着内稃长的增长而增长。稃的主要作用是保护种子的生长，种子长度随着内稃长的增长而增长，说明种子受到内稃的较好的保护。图11种子长与种子总重量的关系由图11可以看出：种子总重量随着种子长的增加而增加。种子总重量与种子长在一般情况下呈一定的正相关关系，一般情况下，种子越长则种子总重量越大。5结论与讨论5结论与讨论5.1 结论（1）随着纬度梯度的变化，紫花针茅种子部分指标也随着发生了一系列的适应性变化，即：种子直径、芒长、第二节间直径随着纬度的增加而增加；而外稃长、内稃长、第二节间长度、种子长、穗长、种子数量、种子总重量与纬度的变化无关。种子直径、外稃长、芒长、内稃长、第二节间直径、第二节间长度、种子长、穗长、种子数量、种子总重量与经度的变化无关。穗长、种子数量随着海拔的升高而减小；而种子直径、外稃长、芒长、内稃长、第二节间直径、第二节间长度、种子长、种子总重量与海拔的变化无关。（2）紫花针茅种子大小与种子各指标存在一定的关系，即：种子直径随着第二节间直径的增大而增大，种子总重量随种子直径的增加而增大；而外稃长、芒长、内稃长、第二节间长度、穗长、种子数量与种子直径之间没有关系。外稃长、芒长、内稃长、种子总重量随着种子长的增加而增加；而第二节间直径、第二节间长度、穗长、种子数量与种子长之间没有关系。5.2 讨论种子是植物的繁殖器官，在植物的生存竞争中起着至关重要的作用。它们高效地利用自身的生理特点和周围环境资源，完成传宗接代的重任。种子的生存策略首先表现在它们自身的生理特点上。大种子带有更多的营养物质，以确保抵达目的地时有足够的能量供其发芽，在竞争中以质取胜。其次，因为种子大小的不同，种子采取的传播方式也不同。许多大种子既是动物的食物，同时也依靠动物传播。大种子在依靠动物传播的过程中，随时有被取食的危险，但是它们凭借较多的营养物质，能够迅速萌发、发出幼苗。它们的幼苗可以在土地相对贫瘠或较为荫蔽的森林环境里生长，被动物取食后，也有较好的恢复能力。此外，大种子也相对更耐干旱。与大种子相比，更多的小种子则采取休眠的方法度过困境。随着纬度的增加，降水、温度逐渐降低，这些因素都抑制了种子的正常萌发及生长，但由于这种环境的胁迫作用，一些种子通过改变自身的个体或形态特征来适应其生存环境。在青藏高原上紫花针茅作为一种优势种，为了能够更为广泛的分布、更好的繁殖发育，能够更好的适应青藏高原的这种环境，随着纬度梯度的变化同时紫花针茅自身的基本特征也随之发生了相应的适应性变化，即随着纬度的增加紫花针茅种子趋向于大种子的方向发生适应性变异。种子大小对其后代生活史特征的影响存在一定的矛盾性，由于植物分配给种子的资源相对有限，在逆境或高的选择压力下，植物可能要生产少而较大的种子为幼苗的存活和定植提供更多的养分，或多而小的种子以分散风险，这使植物种群里的种子形成了大范围内的种子大小变异，不同大小的种子通过不同的对策达到其生存适合度的权衡，并在维持群落结构和格局的过程中做出一定的贡献，从而提高物种在多变环境中的适应能力。参考文献参考文献1 Salisbury EJ .The Reproductive Capacity of Plant. London: Bell, 1942, 23: 89-1012 Harper JL, Lovell PH, Moore KG. The shapes and sizes of seeds. Annual Review of Ecology and Systematics, 1970, 1: 327-3563 Fenner M. Relationships between Seed weight, ash content and seedling growth in twenty-four species of Compositae. New Phytologist, 1983, 95: 697-7064 Fenner M. Seed Ecology. New York: Chapman and Hall, 1985, 2: 56-605 Coomes DA, Grubb PJ. Colonization, tolerance, competition and seed-size variation within functional groups. Trends in Ecology and Evolution, 2003, 18: 283-2916 杨允菲, 祝玲. 东北草原野生牧草的种子千粒重及其多样性的研究.东北师范大学学报自然科学版, 1994, 26: 108-1157 杨允菲, 祝玲, 李建东, 等. 东北草原野生牧草的种子千粒重及其多样性的研究.东北师范大学学报自然科学版, 1996, 28: 97- 102 8 钟延凯, 包青海, 孙维, 等. 在典型草原上对120个物种种子大小及数量随环境因子变化的研究.内蒙古大学学报自然科学版, 2001, 32: 112-1189 Schaal B. Reproductive capacity and ssed size in Lupinus texensis. American Journal of Botany, 1980, 71: 703-70910 Silvertown JW. Seed size, Life span and germination date as co-adapted features of plant life history. American Naturalist, 1981, 118: 860-86411 Weis I. The effec