扎龙湿地芦苇分株生态可塑性及其对土壤因子的响应

扎龙湿地的芦苇既可形成大面积的单优群落,也可形成不同群落斑块。采用大样本抽样调查与统计分析方法,对湿地内水生生境、湿生生境、旱生生境和盐碱生境芦苇种群分株高度和生物量进行比较。结果表明,6—10月份,4个生境芦苇种群分株高度及生物量均以水生生境最高,盐碱生境最低,水生生境株高为盐碱生境的1.5—2.3倍,分株生物量为2.0—5.1倍,生境间的差异性以及差异序位均相对稳定。4个生境株高生境间变异系数(19.45%—31.56%)均高于生境内变异系数(8.07%—17.61%),分株高度在生境间的可塑性更大;分株生物量中水生生境、湿生生境和盐碱生境3个生境间的变异系数(33.43%—55.61%)均低于生境内变异系数(44.85%—79.82%),分株生物量在生境内的可塑性更大。不同生境条件下芦苇种群分株,在生长和生产上均存在较大的生态可塑性,表现出明显的环境效应,其中土壤含水量是该地区芦苇分株生态可塑性变异的主要驱动因子(R0.80),为正向驱动。     

扎龙湿地保护区异质生境芦苇种群分株构件的数量特征

采用单位面积取样,计数和测量的调查与统计方法,对扎龙湿地保护区4个生境单优群落芦苇种群分株构件数量特征进行比较分析。结果表明,4个生境芦苇种群从5月10日左右返青后进入营养生长期,分株高度和分株密度均持续增加到生殖生长初期的8月份,其中6-8月份差异均达到显著水平(P0.05),8-10月份差异均未达到显著水平(P0.05),芦苇进入生殖生长期后,分株便停止高度生长,地下芽的输出也不再形成分株补充现实种群;分株生物量和种群生物量均持续增加到生殖生长旺盛期的9月份,至休眠期的10月份均有所降低,各月份间的差异均达到显著水平,芦苇种群在生长季末期,具有将生产的物质分配转移到地下储藏与营养繁殖器官的形成与生长上的特性。芦苇种群分株数量特征与返青后实际生长时间之间均较好地符合对数函数关系,R~2在0.818-0.994之间,拟合方程均达到了P0.05的显著水平。4个生境芦苇种群分株密度以湿生生境最大,依次为水生生境、旱生生境,盐碱生境最小,分株高度、分株生物量和种群生物量均以水生生境最大,依次为湿生生境、旱生生境,盐碱生境最小。因此,4个生境芦苇种群分株构件数量特征均表现出基本一致的生育期节律性,同时,芦苇种群的个体生长和种群动态存在明显的环境效应,土壤含水量、pH是影响该地区芦苇分株数量特征的主要因子。     

不同海拔高度下淫羊藿的种群年龄结构

从3个海拔高度(568、643和790m)研究了淫羊藿种群年龄结构,并对各龄级根茎数量、根茎长度、根茎生物量、分株数量、分株生物量进行测定。结果表明:海拔643m淫羊藿根茎龄级最高达10龄,海拔568和790m根茎最高龄级有9龄;3个海拔分株龄级与根茎龄级一致;海拔643m各龄级根茎数量从1龄到10龄呈下降趋势;3个海拔各龄级根茎长度、根茎生物量、分株数量、分株生物量都是2龄占优势;海拔643m各龄级根茎数量、长度、生物量和分株数量、生物量最多。海拔643m的生境最适合淫羊藿克隆生长,可以对其进行适当的采集。     

不同水分下准噶尔无叶豆分株种群特征和生物量分配差异

准噶尔无叶豆是豆科无叶豆属小半灌木,在中国仅片断化分布于新疆古尔班通古特沙漠局部区域.该种自然种群种子萌发率极低(<3%),主要靠克隆繁殖维持种群.为研究克隆生长在异质性生境中的可塑性特征及其生态适应意义,对生境土壤含水量存在差异的两个准噶尔无叶豆自然种群(河边种群,沙漠种群)的分株种群特征、生物量及其分配比重进行了比较,研究发现:①在分株种群特征上,河边种群的分株显著高于沙漠种群,分株间距也显著大于沙漠种群.沙漠种群分株密度和根的密度显著大于河边种群,但每一分株拥有根的概率显著小于河边种群;②在生物量分配方面,河边种群具有比沙漠种群大的根生物量,但根茎生物量则要显著的小于沙漠种群;③在植株各部分生物量比重随植株大小的变化趋势上,河边种群各部分的比重随植株大小变化的趋势平缓,而沙漠种群各部分的比重变化趋势则较为急剧,表明河边准噶尔无叶豆分株种群随着植株的大小变化,资源分配比例并没有发生很明显的变化,而沙漠种群变化较大.结果表明,准噶尔无叶豆种群对所处生境水分条件存在可塑性响应,并通过分株种群特征变化和生物量分配差异应对水分条件的变化,形成自身的适应对策.     

扎龙湿地不同生境芦苇分株的形态特征及生物量分配的异速关系

不同环境条件下的植物个体可以表现出形态特征的分异和物质分配的权衡与调整。采用大样本抽样调查与统计分析方法,比较研究扎龙湿地不同生境芦苇(Phragmites Australis)生殖株和营养株的形态特征以及生物量分配的异速关系。结果表明:在9月末,盐碱生境、旱生生境、湿生生境和水生生境芦苇分株的生长表现出较大的生态可塑性,株高和株重均以盐碱生境最小,水生生境最大,最大值与最小值的比值分别为1.3-3.3和1.8-5.1,分株生长在种群间的变异度高于种群内,与营养株相比,生殖株的变异度较低;分株的支持分配与生产分配的比值为1.8-4.2,生产分配以盐碱生境最高,以水生生境最低,而支持分配和生殖分配表现与生产分配相反的序位;生殖株的花序长和花序重与株高间呈直线函数形式增长,株高和株重低于种群平均值的20%和35%的分株不进行有性生殖;叶重、叶鞘和茎重以及分株重与株高间呈幂函数形式的异速生长关系。植物通过改变个体的形态特征以及调整构件间生物量分配适应不同环境,而受遗传因素控制的构件间生长关系却相对稳定。     

毛乌素沙地根茎灌木羊柴的基株特征和不同生境中的分株种群特征

通过对毛乌素沙地常见的豆科根茎灌木羊柴的基株的分株种群的调查研究,揭示植物的克隆生长的生态适应意义。研究表明：１）根茎灌木羊柴具有合轴型分枝类型和游击型基株构型。多年生根茎在沙基质中形成多层密集网络结构。２）固定沙丘的羊柴分株种群与半固定沙丘比具有较大的密度和较长的根状茎节间,较小的平均株距,但两种生境中的分株高度是相似的。固定沙丘的种群生物量和对根茎与花果生物量的投资也高于半固定沙丘上的种群。本     

不同生境下刺五加种群构件生物量结构与生长规律

从构件水平对针阔混交林、蒙古栎林和次生杂木林3个生境的刺五加种群各功能构件的生物量结构及生物量比率与年龄之间的关系进行了定量分析. 结果表明,刺五加种群的个体生长和各构件生物量动态与环境条件关系密切.不同环境条件下,刺五加种群各功能构件生物量平均值具有相同的规律：茎构件>根茎构件>叶构件.3个生境中刺五加整体种群水平具有一定的相似性.在郁闭度为40%的蒙古栎林中,刺五加种群个体生物量和各构件生物量较针阔混交林和次生杂木林中大.不同生境下刺五加种群分株生物量的差异蕴涵着重要的生长调节和物质分配策略.在分株较小的幼龄个体以及郁闭度较大而不利于分株生长的次生杂木林中,分株优先建造叶器官,以保证充分的物质生产. 3个生境刺五加种群的叶、茎与分株的相对增重均具有相同的幂函数异速生长规律.     

松嫩平原不同生境芦苇种群分株的生物量分配与生长分析

在松嫩平原8月中旬,4个旱地生境芦苇种群分株的生长和生产力以季节性临时积水的低洼地为最高,以碱斑地为最低,两个生境之间分株高度相差2.8倍,分株生物量相差4.4倍,其它2个生境沙地和草甸混生 少也达到了显著或极显著水平,不同生境芦苇种群分株生物量分配的差异,蕴涵着重要的生长调节和物质分配策略。在分株株较小而又有充分生长空间的沙地生境和三斑生境,以及具有种间竞争的草句生境,分株将50％以上的物质分配给叶的建造上,以保证充分的物质生产;在环境条件相对较好的低洼地生境,分株将近40％的物质分配给茎的伸长生长,以提高个体对空间和光资源的竞争力。4个生境芦苇种群在分株增高与增重,以及茎、叶与分株的相对增重均具有相同的幂函数异速生长规律。     

松嫩平原西部盐碱沼泽生境干扰后的芦苇种群生长响应

松嫩平原西部盐碱沼泽位于半干旱半湿润区。由于自然因素和人类活动干扰, 盐碱沼泽大面积退化, 芦苇种群生境发生改变。为此在松嫩平原西部盐碱沼泽区选择四种不同干扰形成的芦苇生境(湿地、退耕、干旱、稻田退水), 并通过调查营养生长期和有性生殖期的芦苇种群高度、盖度、密度、生物量、叶面积等生长指标, 分析不同干扰生境下的芦苇种群的响应特征。研究结果表明,承接稻田退水水位为30—60 cm的芦苇种群生物量最大(2660 g·m-2), 水位为20—40 cm的湿地芦苇种群最高(2.5 m), 干旱芦苇的密度最大(681株·m-2)。芦苇通过减小叶面积、增加密度和减少有性生殖投入, 来适应干旱条件; 通过调节株高、茎粗以及生殖分配来积极响应水淹条件; 从种群特征来看, 补水足以恢复芦苇种群的高度和生物量, 但稻田退水含有的营养会显著提升芦苇生产力。     

松嫩平原全叶马兰种群不同龄级分株的生长策略

全叶马兰为根蘖性多年生草本菊科植物,种群由3个龄级无性系分株组成,在松嫩平原6月份,是全叶马兰营养生长的旺盛期,研究结果表明,分株的生长与生产力以1龄级最低,2、3龄级依次增高,3个龄级分株的生物量分配均为茎>叶>主根,叶的生物量分配为1龄级>2龄级>3龄级,茎和主根的均为1龄级<2龄级<3龄级,3个龄级分株总重与分株高度、分株叶重与茎重、分株主根重与枝条重之间均为幂函数异速生长规律,主根的生物量分配则随着分株高度的增加呈线性减少,全叶马兰无性系分株的生长与分配策略是在分株幼小时将较多的物质分配给叶,以保证物质生产器官叶的建造上,随着分株生长逐渐将生产的物质分配到茎和主根的生长与贮藏;分株不向主根投入较多的能量,但在分株幼小时向主根中分配的物质相对较多,随着分株的生长则按比例较小,并保持相对稳定的分配比率     

不同生境中淫羊藿克隆构型和分株种群特征

为探求淫羊藿资源的保护策略,通过野外样地调查、室内测定和统计分析等方法,对林缘旷地、林缘和林下三种不同生境中淫羊藿(Epimedium brevicornum)克隆构型及其分株种群特征进行了研究,并初步分析环境因子对淫羊藿克隆构型和分株种群特征的影响.结果表明:分枝强度、间隔子长度、分枝高度、根状茎长度及分株种群密度在3种生境中差异显著,且与生境相对光强和土壤含水量有较强的回归关系.群落相对光强、土壤含水量在淫羊藿的克隆生长过程中起着重要作用.淫羊藿以地下根茎为克隆器官进行克隆生长,有着较强的克隆构型可塑性.结合克隆植物对资源的利用策略,讨论不同生境中淫羊藿克隆构型和分株种群特征可塑性的生态适应意义及淫羊藿保护机制.     

扎龙湿地异质生境芦苇种群根茎动态及年龄结构

无性系植物根茎不仅具有营养繁殖和扩展种群的功能,也是无性系家族中芽和分株生理整合的通道。采用单位土体挖掘取样,对扎龙湿地单优种群落芦苇种群根茎进行调查,比较了湿生生境和水生生境根茎长度、生物量和干物质贮量的季节变化。结果表明:芦苇种群根茎长度、生物量和干物质贮量均以湿生生境显著大于水生生境;8月前,根茎长度缓慢增加,8月后,根茎长度迅速增加,以3龄最长,6龄最短;根茎生物量、干物质贮量先下降后上升,8月最低,至10月休眠期均已超过营养生长初期,生物量以3龄最大,1龄最小,干物质贮量以5龄最高,1龄最低;不同龄级根茎长度及年龄谱与月份间呈线性相关(R~20.81,P0.05),不同龄级根茎生物量与月份间呈二次曲线关系(R~20.98,P0.05),生物量年龄谱与月份间呈线性相关(R~20.80,P0.05),5个生育期根茎干物质贮量与龄级之间呈二次曲线关系(R~20.86,P0.05)。芦苇种群根茎长度、生物量、干物质贮量有着相同的季节变化规律,不同龄级根茎的寿命与养分的输出消耗和养分的再输入补偿密切相关。整个生育期内,生境异质性对芦苇种群根茎动态及年龄结构的影响均存在,且引起的差异也相对较稳定。     

黑龙江扎龙湿地芦苇种群构件数量特征及其相关性

采用刈割和挖土取样,对扎龙湿地旱生、湿生、水生和盐碱生境芦苇种群分株、根茎和根茎芽进行调查。结果表明:6—10月,4个生境芦苇种群分株密度、根茎长度和根茎芽库存量、输入量、休眠量均以湿生生境最大,盐碱生境最小;根茎芽输出量均以水生生境最大,盐碱生境最小,构件间的差异及其差异序位均相对稳定,构件种群均存在明显的环境效应,构件水平上存在较大的可塑性;构件间又均表现出一定的协同进化性,其中分株密度与根茎长度、根茎芽库存量和输入量之间呈显著或极显著正相关,与根茎芽休眠量之间呈显著负相关;根茎芽库存量、输入量和输出量与根茎长度之间呈显著或极显著正相关;芦苇分株均由根茎芽萌发形成,根茎芽对分株的贡献率为100%,80%以上的根茎芽萌发形成新根茎,根茎的生长又可形成更多的根茎芽,不同构件形态结构的更替改变维持着种群的稳定和持续更新。     

不同生境下假臭草生长特征分析

通过测定庄稼地、弃耕地、桉树林、公路边4种生境下假臭草叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、LDMC和株高等形态特征、植株各构件生物量及生物量分配比和假臭草种群盖度、密度等种群数量性状,研究不同生境类型下假臭草个体的形态特征、生物量及生物量分配和种群生长状况的差异。结果表明:光照和土壤养分对假臭草的形态特征、生物量及生物量分配和种群数量性状的影响显著;低光照、高土壤养分生境下假臭草的LA、SLA、株高较高,假臭草叶片的LDMC较小,植株的花序数较少,生物量主要向叶和茎器官进行分配,根和花果器官的生物量分配则受到限制;高光照、养分贫瘠生境下假臭草的LA、SLA、株高较低,假臭草叶片的LDMC较大,生物量主要向根和花果器官进行分配,种群的盖度、密度、生物量和高度等种群数量性状较低,种群生长状况较差;高光照、肥沃养分生境为假臭草的最适生境,假臭草构件的资源配置较为优化,株高、基径粗、冠宽和花序数等形态指标较大,种群盖度、密度、生物量等种群数量性状较大,种群生长较好。     

松嫩平原野古草种群构件结构动态

野古草是根茎型无性系禾草,在松嫩平原草甸经常形成单优种群落。采用单位面积挖掘取样、分株按营养繁殖世代划分龄级、根茎按实际生活年限划分龄级的方法,对松嫩平原单优群落和混生群落的野古草种群构件结构进行了调查与分析。结果表明,在生长季初期两群落野古草种群均以春性分株和根茎芽占优势,且分株及芽构件结构相对稳定,芽库的输出率单优群落为80.4%,混生群落为62.5%;整个生长季分株由2—3个龄级组成,1a分株数量是2a的2.9—10.2倍,其生物量各月份所占比例平均为93%,随着龄级的增加依次明显减少,呈增长型年龄结构;根茎由3—4个龄级组成,根茎累积长度及生物量均以2a占绝对优势,为稳定型年龄结构;分株生产力1a明显高于2a,对种群贡献最大;根茎贮藏力除个别月份以3a、4a最高外,两群落大部分以2a最高,在生长季后期,1a根茎物质积累的速率最快。     

太白山独叶草无性系分株营养元素含量对异质环境的响应

以分布在太白山国家森林公园3个海拔高度的游击型克隆植物独叶草为研究对象,分析测定了不同分株营养器官中C、N、P、K和Mg含量.结果表明：分株年龄、海拔梯度以及分株年龄与海拔梯度的交互作用对独叶草分株各营养器官全碳含量的影响不显著(P>0.05),对全氮、全磷、K和Mg含量的影响程度各不相同,说明独叶草无性系分株通过自身的生理代谢调整了各器官中营养元素的分配.在高海拔生境中,分株年龄显著影响独叶草无性系分株各器官的K含量、根状茎和根中的全氮含量(P<0.05).除了中海拔(2 800～2 900 m) 独叶草无性系分株的K与全氮、全磷和Mg含量相关性不明显外,其他海拔各元素两两间均呈显著相关(P<0.05).这表明高海拔生境中生理可塑性对克隆植物生长的贡献可能比低海拔更大,强的生理可塑性有助于克隆植物在高山环境中有效地利用资源,实现种群扩展、开拓新的生境.这也可能是独叶草在长期演化过程中对异质生境的一种生理响应.     

扎龙湿地不同生境芦苇种群根茎数量特征及动态

采用单位土体取样,计测长度和生物量的调查与统计方法,对扎龙湿地保护区4个生境芦苇种群根茎数量特征进行比较分析。结果表明,芦苇5月10日左右返青后进入营养生长期,根茎长度6—8月份缓慢增加,8—10月份显著增加,后期是前期的3.5—10.3倍,生长季中后期是种群新根茎补充和生长的主要时期,不仅实现了种群空间扩展,并为营养繁殖储备更多繁殖芽;根茎生物量和干物质贮量6—8月份逐渐减少,8—10月份又逐渐增加,均以生长季末期的10月份最大,并均显著地(P0.05)高于其他月份,种群根茎养分的消耗主要供给根茎芽的萌发和幼株生长,根茎养分的储藏又为翌年种群的更新及扩展提供物质保障,种群对地下根茎存在明显的养分"超补偿性"贮藏现象。种群根茎长度和生物量均以湿生生境最大,依次为旱生生境、水生生境,盐碱生境最小,根茎干物质贮量以旱生生境最大,依次为湿生生境、水生生境,盐碱生境最小。种群根茎长度与返青后实际生长时间之间均较好地符合直线函数关系,种群根茎生物量和干物质贮量与生长时间之间较好地符合二次曲线函数关系,R2在0.804—0.997之间,拟合方程均达到了显著或极显著(P0.01)水平。4个生境芦苇种群在根茎长度、生物量、干物质贮量等数量特征均表现出由遗传因素控制的比较稳定的季节动态规律,在生境间的差异及其差异序位又均基本稳定,均表现出明显的土壤因子环境效应,其中土壤含水量、有机质、速效氮为正向驱动,p H、速效磷为负向驱动,土壤含水量、p H对根茎数量特征的驱动作用更突出。     

不同光照条件下聚花过路黄的克隆构型和分株种群特征

以都江堰灵岩山常绿阔叶林林下、林缘和林缘旷地3种不同光照环境中匍匐茎草本聚花过路黄(Lysimachla congestiflora)为对象,对其匍匐茎节间长、分枝强度、分枝角度、分株种群密度、分株种群生物量等指标进行了测定和分析．结果表明,聚花过路黄的匍匐茎节间长、分枝强度、分株种群密度和分株种群生物量在3种生境间差异显著．Kruskal Wallis检验表明,匍匐茎节间长度和分枝角度的频次分布在3种生境间差异显著．3种生境中匍匐茎节间长度分布偏斜度(skewness)的大小分别为：林缘旷地>林缘>林下．林缘旷地与林缘和林下生境在分枝角度、分株种群高度和分株种群根冠比差异显著,而且林缘旷地生境中分枝角度分布偏斜度最小．林缘和林下生境在分枝角度、分株种群高度和分株种群根冠比差异不显著．从林缘旷地、林缘到林下,聚花过路黄的克隆构型和分株种群特征发生了相应改变．结合克隆植物对资源的利用对策,讨论了不同生境中聚花过路黄克隆构型和分株种群特征可塑性的生态适应意义．     

东北草地异质生境芦苇芽种群动态

典型无性系植物在适宜的环境中可以依靠芽持续更新,而芽库和芽流在异质生境中的变化是深入认识其营养繁殖特性的基础.采用单位土体挖掘取样,用当年形成的1龄级根茎芽作为输入,用各龄级根茎芽萌发作为输出,计数休眠芽与死亡芽,比较分析东北草甸草原草甸土和盐碱土2个生境单优势种芦苇种群的芽种群动态.结果表明:芦苇芽种群库存量、输入量、输出量、休眠量、死亡量和输入率均以草甸土生境显著大于盐碱土生境,输出率在草甸土生境和盐碱土生境间差异不显著,盐碱土生境休眠率显著大于草甸土生境,2个生境的死亡率均保持在<2%的较低水平.随着生长季的进程,2个生境芽库的输入量、输入率呈不断增加的趋势,输出量相对稳定,输出率呈先上升后下降的趋势,休眠量和休眠率呈不断降低的趋势.芽库和芽流与土壤含水量、土壤有机质、土壤速效氮含量呈显著正相关,与土壤p H值、土壤速效磷含量呈显著负相关.芽库和芽流有相同的季节变化规律,2个生境的芦苇种群均以不断形成新根茎的芽补充芽库和稳定输出维持其营养繁殖更新.     

崇明东滩湿地芦苇和互花米草N、P利用策略的生态化学计量学分析

测定了崇明东滩湿地典型植物群落内芦苇和互花米草各器官及土壤中的N、P含量和N∶P,揭示了它们的季节性动态,并对其N、P利用对策进行了生态化学计量学分析.结果表明:两种植物的N、P含量差异显著且芦苇＞互花米草;不同植物以及同一植物不同器官的N、P含量随生长节律发生明显变化;N、P含量的器官分配模式对于芦苇和互花米草均是叶＞茎＞根;两种植物地上部分和地下部分N、P含量5月＞9月＞7月;芦苇N、P积累量＞互花米草;2种植物地上部分N、P含量差异显著;互花米草生境土壤各月份N含量均高于芦苇生境土壤;P含量仅在5月份高于芦苇生境土壤,其它月份均低于芦苇生境土壤.芦苇叶片N含量与生境土壤N含量相关不显著,叶片P含量与土壤P含量显著正相关;互花米草叶片N含量与土壤N含量极显著正相关,叶片P含量与土壤P含量相关不显著.芦苇和互花米草叶片N∶P与土壤N、P含量及N∶P间相关均不显著.芦苇在生长初期和生长末期的N∶P＜14,表明其生长受到N限制;处于生长旺季时,14＜N∶P＜16,表明其受到N、P共同限制.互花米草在各月份的N∶P＜14,说明其主要受到N限制.总体而言,N素是芦苇和互花米草净初级生产力的主要而经常性的限制因子.