中国代表性木本植物物候与系统发育和功能性状的关系
文献类型：学位论文
| 作者 | 高新月 |
| 答辩日期 | 2023-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 戴君虎 |
| 关键词 | 物候 物候模型 系统发育 功能性状 气候变化 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 植物物候学是研究植物周期性生物事件发生时间、影响因子以及同种或不同种间物候期相互关系的科学。目前为止，大量植物物候研究基于地面观测及遥感物候数据，系统揭示了物候与气候因子之间的关系。除气候因子外，植物物候也与自身生物学特性，特别是与其系统发育和功能性状有密切关系。系统发育描述了不同物种间的进化关系。根据系统发育保守性假说，亲缘关系越近的物种的物候特征可能越相似。植物的功能性状，如生活型、传粉型，反映了植物对外界环境不同的适应策略，因此不同功能性状的植物的物候特征可能有所差异。然而，相对于大量气候因子对植物物候影响的研究，人们对植物物候与系统发育和功能性状关系的关注还不够。研究植物物候特征与系统发育和功能性状的关系有利于深入理解植物物候对气候变化响应的生物学机制，科学评估气候变化对生态系统的影响，还有助于丰富物候学理论研究。 本研究以“中国物候观测网”观测相对系统的20个站点的112种植物为研究对象。基于GBOTB.extended.tre进化骨架树和植物APG IV分类资料，利用Blomberg’s K度量了3种物候特征（多年平均物候期、物候期的气温敏感度和春季物候的积温需求）的系统发育信号，并利用3种进化模型（Brownian motion模型、Ornstein-Uhlenbeck模型和White-noise 模型）分析了物候特征的系统发育保守性。然后，利用系统发育特征向量回归方法探究了物候特征分化与物种分化的关系的平稳性，并初步量化了系统发育对物候特征的影响程度。此外，基于《中国植物志》记录的植物功能性状资料（生活型、传粉型和果实类型），利用系统发育信号（Fritz and Purvis’ D）分析了植物功能性状的保守性，还通过谱系广义最小二乘法探究了植物功能性状与物候特征的关系。主要研究结论如下： （1）植物春季物候特征在东北和华北地区具有系统发育保守性，即东北和华北地区的亲缘关系越近的物种的春季物候特征越相似。相反，秋季物候特征在所有地区均未表现出系统发育保守性，表示亲缘关系相近的物种的秋季物候特征不相似。春季物候特征的保守性强度存在地区差异。高纬地区春季物候特征的保守性比低纬地区更强，即高纬地区亲缘关系相近物种的春季物候特征的种间差异比低纬地区更小。值得注意的是，所有地区植物开花物候特征比展叶物候特征的保守性更强，即亲缘相近物种的开花物候特征的种间差异比展叶物候特征的种间差异小。 （2）（2）物候特征分化与物种分化的关系具有非平稳性，即在物种进化历史过程中，物候特征的分化程度与物种的分化程度并不始终保持一致。在整个物种进化历史过程中，物候特征的分化速率比布朗运动进化假设（物种间物候特征的差异程度与物种在进化分歧后独立进化的时间成正比）的分化速率更慢。对春季物候来说，东北和华北地区的春季物候的分化速率比其他地区更大，即经历相同的进化时间，东北和华北地区春季物候的种间差异比其他地区更大。 （3）相较于植物分布区气候，系统发育对物候特征的影响较小。系统发育可单独解释7.18%的春季物候特征的种间变异和5.01%的秋季物候特征的种间变异。对春季物候来说，高纬地区系统发育对春季物候种间变异的解释量比低纬地区更大，即系统发育对春季物候的影响在高纬地区更大。在所有地区，系统发育对始花期种间变异的解释量比对展叶始期种间变异的解释量更大，即系统发育对始花期的影响比对展叶始期的影响更大。 （4）植物生活型、传粉型等功能性状与春季物候特征密切相关，与秋季物候特征无关。对春季物候而言，灌木展叶始期比乔木早，积温需求比乔木少，这可能与灌木需在乔木冠层闭合前充分利用光照进行光合作用有关。风媒植物始花期均比虫媒植物更早，可能原因是风媒植物需最大限度利用早春风资源。与生活型和传粉型相反，果实类型与春秋季物候特征均无显著相关性。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 135 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199808]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高新月. 中国代表性木本植物物候与系统发育和功能性状的关系[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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