喻崎雯开题报告表（最终）

三、培养与学位表八研究生学位论文选题报告登 记 表研 究 课 题：普通野生水稻对不同土壤 pH、水分及养分模式的生理生态学响应及保护对策研究研 究 生 姓 名 ： 喻 崎 雯 学 院： 生 命 科 学 学 院 学 科 、 专 业 ： 生 态 学 研 究 方 向： 恢 复 生 态 学 学 位 级 别 ： 硕 士 研 究 生 导 师 姓 名 职 称 ： 马 祖 陆 研 究 员 论 文 工 作 的起 止 时 间 ： 2010 年 9 月 2012 年 6 月 2011 年 4 月 30 日 填写选题报告由研究生填写，一式二份2一、课题的来源、研究的目的意义（包括在我国应用的前景） 、国内外研究现状及水平。课题来源于国家自然科学基金：典型岩溶区石漠化脆弱生态修复试验研究1.研究的目的和意义： 湿地作为地球之肺具有重要的生态功能，它是重要的物种资源库、重要的物产及能源基地、重要的水源地及生态环境优化器，并且具有观光旅游和科研价值 1-4。近年来，我国湿地大面积受到破坏 5，保护湿地的珍稀濒危植物、保存濒危物种具有重要的生态学意义。在会仙湿地，一些珍稀植物已经消失（如普通野生稻、中华水韭） ，应引起重视，并对其进行保护和恢复；普通野生水稻与亚洲栽培稻具有共同的基因组而亲缘关系最近，迄今为止大多常规育种以及杂交稻、无融合生殖水稻等高产优质品种的培育均以其作为亲本，若生存环境遭到破坏甚至毁灭，会引起水稻遗传多样性的大量丧失，后果非常严重。因此在会仙基地研究野生水稻的适生环境，探索在会仙湿地恢复野生稻生物种群的野外培育，种植技术方法，保护珍稀物种和生物多样性，为会仙岩溶湿地的生态修复提供技术支持，提高基地的科研价值。 2国内外研究现状及发展趋势评价2.1 珍稀濒危植物的保护当今世界面临的人口、粮食、资源、环境、能源等危机，无一不与生物多样性有关。生物多样性保护已经成为全球关注的热点之一。据记载，我国现有3.1万种高等植物，约占世界总数的1O ，是世界上最具植物多样性的国家之一，其中有4 000 5 000种是濒危植物 6，并且在森林砍伐和片断化、过度放牧与开垦、环境恶化、外来种引入等因素的影响下，物种在野外消失的速度越来越快 7 ，因此，加强珍稀濒危植物资源的保存，有效地保证生存和繁衍，是避免我国生物多样性大量丧失的根本措施之一 8。3珍稀濒危物种的迁地保护是全球生物多样性保护战略中十分重要的一个环节。一些珍稀植物自身适应力弱，自然繁殖困难，可将野生植株从自然分布区迁移植入到人工保护区，包括利用野生植株的种子或营养体进行人工繁殖，大量栽培。可在原生地附近建立基地，引种、栽培珍稀植物，并对其生物学特性进行研究，为珍稀濒危植物的保护提供科学依据 9。2.2 普通野生水稻野生近缘种是指栽培植物的祖先或与之遗传关系较近的野生种，它们或生于自然植被中或作为杂草生于田间，由于长期在自然逆境中生存，而多演化为携带抗病、抗虫、抗逆性基因的重要载体，有的还含有细胞质不育、无融合生殖及其它有用的特殊生殖生理和生长发育基因等，可供育种家利用 10 ，保护和利用普通野生稻资源对保障国家粮食安全具有重要意义；但是，近年来随着单一品种的推广、农业耕作制度的改变、病虫害传入以及过度放牧、环境恶化和野生种栖息地的破坏，已使许多农作物野生近缘种的种群同所有野生物种一样，面临着严重的破坏和威胁。通过原生境保护方式进行普通野生稻保护已引起各国政府及科学家的高度关注。2.2.1 普通野生水稻的分布野生稻是栽培水稻的野生近缘种，原产于中国的3种野生稻均被列为国家二级保护植物（渐危种） 11-12。调查结果表明：野生稻的自然群落已大量丧失而濒危，其中以普通野生稻的濒危程度最高，药用野生稻次之，瘤粒野生稻也不容乐观 13，普通野生稻（Oryza rufipogon )广布于广西、广东、海南、云南、江西、湖南、福建、台湾省(区)。广西普通野生稻分布很广泛，北起桂林市雁山公社(北纬25115) , 南到合浦县营盘公社(2128)；东从贺县甫门公社 (东经11150) , 西达百色县那毕公社(106 22) 的8个地区、42个县、市内都有 14。近年来野生稻正常生长和繁衍的自然生境遭到毁灭，遗传多样性正在大量丧失 15-16。1978-1981年发现广西桂东南地区有普通野生稻原生地200处，2002年调查其中180处发现仅存45处，仅有6.67%的原生地保存4较好 17。2.2.2 普通野生水稻的生理生境特征普通野生稻是喜温植物,感光性强,生长期间为温度高和雨量充沛的季节,其自然生长地区年平均气温在17. 8 以上,绝对最低温在- 9 以上,无霜期长于272 天。该种常出现在沼泽地、荒水塘、溪河沿岸甚至稻田间、水沟等向阳水生的生境中,最适宜生长于终年滞流的浅水层;在各类型土壤中均可生长 13。2.2.3 普通野生稻的相关研究普稻每年开春从宿根地表茎节处长出蘖芽，8 月至12 月均可抽穗扬花,集中于9 月下旬至 10 月中旬 ,极少数在10 月以后抽穗,纬度高的居群抽穗早,纬度低的则抽穗迟; 开花时间长,同一植株,同一穗开花很不整齐,边抽穗,边扬花,边成熟,边落粒。种子休眠期很长,自然状态下发芽率与成苗率均低。全国野生稻普查已报道了野生稻的种类、分布与生态习性，相关研究有：钱吉 18等以江西东乡和湖南茶陵普通野生稻北缘种群为材料,在繁育期对当地构建的普通野生稻种群实验小种群进行了连续的调查和测定,研究北缘普通野生稻在各种实验条件下有性生殖的生长动态，得出结论是：较高起始密度抽穗率高，到40枝/m 2时抽穗率增长到一个稳定水平；长期生长于过高的水深对北缘普通野生稻的有性繁殖具有抑制作用。张文绪、燕惠民 19-20等的调查研究描述了湖南普通野生稻的外形特征及原生境状况，普通野生稻主要分布于沼泽地、草塘和溪河沿岸，多在开阳的水生环境中栖生 21。康公平 22等人的研究表明，茶陵普通野稻的光和性能强于高产对照栽培稻，且在高温下表现更为突出。刘贵华，周进 23等人的研究表明，茶陵普通野生稻作为沼生植物，适应在常年积水20cm左右的生境中生长，因此，在普通野生稻种群的保护实践中，水位的维持具有十分重要的意义。同时，他们的研究还表明变温处理能显著提高5野生稻种子的发芽率 24。6二、论文研究的主要内容、方案和准备采取的措施。1.论文研究的主要内容本研究重点研究会仙普通野生水稻的最佳适生环境，拟对会仙普通野生稻采取 3 因子 3 次重复处理，因子 1 为 5 种不同 pH 的栽培土；因子 2 为 3 种不同水分模式处理；因子 3 为不同养分模式处理。通过对土壤质量分析及成熟植株生理生化指标进行差异性比较，得出普通野生稻在岩溶湿地的生长适应性，并找出在该区对这种植物生长的不利因素加以改善，从而达到保护的目的。2.研究与试验方法采用野外调查、测试与盆栽试验结合的方法。2.1 野外测试主要是对野生水稻原生地的土壤 pH、含水量、养分等进行湿地调查、测试与分析；设置野外栽培对比样点。2.2 盆栽试验主要通过控制野生水稻生长的条件来对比栽培试验效果。具体方法是：2.2.1 土壤 pH 的设定盆栽土壤取自会仙基地，表层 22cm 土壤。通过添加不同浓度的硫酸亚铁来改变土壤的 pH 值，分别设置 5.5、6.0、6.5、7.0、7.5 五个梯度。2.2.2 水分模式的设定试验设定三种模式：一是干湿交替型，每次灌水至水深 3.0cm，至盆土壤逐渐落干，再灌下次水；二是浅水层连续型，盆内水深保持在 2.0cm；三是半干旱型，不建立水层，采用补充水分维持土壤湿润。2.2.3 养分模式的设定施氮方案设定两种，所施氮肥为尿素：一是 0kghm-2，即不施肥；二是整个生长过程中共施肥 250 kghm-2。2.3 植物指标监测2.3.1 植物养分含量及生长状况的测定：在成熟季节，对普通野生稻进行抽样调查，比较野生稻地上部分和地下部分的物理指标，如根长、株高、颗粒数、颗粒重量等；并按根、茎、叶分部分7送样分析植株体中的养分、盐分（如 N、P 元素）累积状况，定量说明不同处理对普通野生稻的影响。2.3.2 植物的生理指标的测定：利用 Li-6400 测定不同处理下生长的普通野生水稻叶片的光合速率、叶片蒸腾速率、气孔阻力等生理指标，对比分析这种植物在不同条件下的生长状况，探讨其对岩溶区环境的适应性。2.3.3 生长环境调查：根据生长季节，定期（栽种前、成熟时）采集野外种植普通野生稻的土层剖面样点（0-10cm、10-20cm、20-30cm ） ，测定土壤全氮全磷、 Ca2+、Mg 2+ 、Fe、B 及有机质等指标；利用环刀法测定栽种前后土壤容重，孔隙度；利用土壤水分测量仪测量土壤含水量。2.3.4 数据处理运用 SPSS 软件对所测数据进行分析，得出最适宜这两种植物的生长因子水平；Microsoft Excel 作图。参考文献：1 张钢,赵晶.植物生态学指导下的湿地植物建设J.山西农业科学,2009,37(6):59-61.2 Chen Yiyu.China Wetlands Research.Changchun:Jilin Science& Technology Publishing House,1995.3 Cui Lijuan.Study on functions of Poyang lake wetland ecosystem.Journal of Soil and Water Conservation,2004,l 8(2):109-113.4 肖素荣，李京东.湿地的生态功能J.生物学教学,2003(3):7-8.5 曹霄琪.东洞庭湖湿地保护现状与对策J.湖南理工学院学报,2008,21(3):83-85.6 周丽华，蔡秀珍，张宏良.珍稀濒危植物的濒危机制与保护对策J.2006.7 陈灵芝，马克平，中国的生物多样性：现状及其保护对策，1993.8 于金良，卢毅军，高亚红等.杭州植 物园珍稀濒危植物的迁地保护现状调查J.杭州师范大学学报（自然科学版），2010. 9 章艺，刘鹏，周春.衡 州珍稀濒危植物资源及保护对策J.宿州师专学报，2002.10 侯向阳，高卫东，作物野生近缘种的保护与利用J生物多样性，1999，7（4）：8327-331.11 国家环境保护局，中国科学院植物研究所，1987.12 傅立国主编.中国植物红皮书（第一册）.北京：科学出版社，1992.13 高立志，张寿洲，周毅等.中国野生稻的现状调查J.生物多样性，1996,4（3）：160-166.14 广西野生稻普查考查协作组.广西野生稻的地理分布及其特征特性J.作物品种资源，1983.15 广东农林学院农学系.我国野生稻的种类及其地理分布 J.遗传学报，1975,2(1):31-35.16 全国野生稻资源考察协作组.我国野生稻资源的普查与考察 .中国农业科学，1984,4,27-34.17 陈成斌，杨庆文，梁世春等.桂东南地区野生稻资源现状调查收集与保存 A.见：杨庆文，陈大洲.第一届全国野生稻大会论文集C.北京：气象出版社， 2004:36-44.18 钱吉，沈晔.北缘 普通 野生稻实验种群动态研究 IIJ.复旦学报，2004.19 张文绪.湖南茶陵普通野稻的特征观察J.株洲工业学院报，1999.20 燕惠民，贺益娥.湖南野生稻资源调查及其保护措施J.种子，2007.21 范树国，张再君，刘林等.中国野生稻种类、地理分布及其特征特性综述 J.武汉植物学研究，2000.22 康公平，徐国云，陈志等 .茶陵普通野生稻光和特性研究 J.作物学报，2007,33（9）：1558-1562.23 刘贵华，王海洋，周进等.湖南茶陵普通野生稻保护区优势种的空间分布和生态位分析J.植物生态学报，2001,25（1）：65-70.24 刘贵华，王海洋，周进等.不同处理对普通野生稻种子萌发及水位对幼苗存货的影响J.武汉植物学研究，2000.18（2）：146-150.9三、已进行的科研工作基础和已具备的科学研究条件（包括到什么地方调查研究，在哪个实验室进行试验，主要的仪器设备），对其他单位的协作要求，指导及辅导试验，论文撰定的合作人员。1、实验地点为桂林会仙岩溶生态研究基地温室大棚内。2、实验材料为雁山普通野生水稻、中山普通野生水稻。3、主要的仪器有：Li-6400、水分仪、土壤原位 pH 计、烘箱、电子天平、游标卡尺、环刀等。四、论文总工作量，文献阅读，科学调查，试验阶段，理论分析，论文初稿，文字总结各阶段的进度（起讫日期）和要求，预期结果。预期研究进展及预期成果：1.2010.09 2011.01 完成相关文献的查阅，确定论文选题，完成实验设计。2. 2011.02 2011.04 熟悉并掌握实验的基本步骤和操作。3. 2011.04 2011.11 引进普通野稻在会仙基地进行栽培及实验，在会仙基地成功培育普通野生水稻。4. 2011.11 2012.01 整理分析实验数据，期间发表 1 至 2 篇核心期刊论文。5. 2012.01 2012.03 开始撰写毕业论文。6. 2012.04 2012.06 修改毕业论文，完成毕业答辩。 10五、备注：六、导师审查意见：喻崎雯同学硕士研究生选题报告以中国地质科学院岩溶地质研究所会仙岩溶生态研究基地为试点，针对广西桂林会仙岩溶湿地内国家濒危保护植物“普通野生水稻”野外种群已基本灭绝的现状，采用野外调查、测试与盆栽栽培试验方法结合，研究普通野生稻在不同 pH、水分和养分条件下的生理生态学响应，探索会仙普通野生稻最佳生境，在会仙岩溶湿地恢复普通野生水稻的野外