林下和林窗内绢毛匍匐委陵菜的克隆生长和克隆形态

 为了验证绢毛匍匐委陵菜(Potentilla reptans var. sericophylla)林窗和林下种群间的行为差异是完全由表型可塑性引起,还是局部分化的结果,将生长在北京东灵山油松（Pinus tabulaeformis）林林窗和林下的绢毛匍匐委陵菜,进行生境间的交互移植-重植野外生态实验。研究结果表明,实验植物的叶片长度、叶片宽度、叶柄长度和匍匐茎节间长度等克隆形态特征在两生境间无差异。两个来源的植株,其基株生物量、基株分株数和基株匍匐茎总长度等克隆生长特征在林下生境中都比在林窗生境中小,表现出显著的可塑性。所研究的克隆形态特征和克隆生长特征及其可塑性在不同生境来源的实验植物间没有差异。绢毛匍匐委陵菜克隆形态特征和克隆生长特征及其可塑性在林下和林窗生境间没有发生局部分化,林窗为其较适生境,克隆生长特征的可塑性对绢毛匍匐委陵菜利用生境异质性可能具有重要意义     

葡匐茎草本绢毛匐委陵菜对局部蔗荫的克隆可塑性

采自林窗和林内生境的绢毛匍匐委陵菜（Ｐｏｔｅｎｔｉｌｌａ ｒｅｐｔａｎｓ Ｌ．ｖａｒ．ｓｅｒｉｃｏｐｈｙｌｌａ Ｆｒａｎｃｈ）“分株对”（即由一匍匐茎节间相连着的两个分株,其一为“目标分株”,另一为“相连分株”）在一户外实验中经历了全不遮荫、全部遮荫和局部遮荫处理。该植物的基株生物量、匍匐茎总长度、分株数、葡匐茎比节间重、叶西风长、比叶柄重在遮荫条件下较小。葡匐茎节间长度没有对遮荫处理发生反应。     

匍匐茎草本金戴戴对盐分梯度的表型可塑性

研究了匍匐茎型克隆草本金戴戴(Halerpestes ruthenica) 4种基株（基因型）对不同盐分处理（0,85.5, 171.0, 256.5和342.0 mM NaCl）的表型可塑性。随着盐分浓度的增加,实验植物与生长相关的性状指标 (如植株干重、总叶面积、分株数和总匍匐茎长度) 显著减小。植株干重、总叶面积和总匍匐茎长度具有显著的基株间差异。实验植物与形态相关的性状指标 (如平均叶柄长和根冠比) 对盐分梯度具有可塑性并具有显著的基株间差异;而其它形态指标 (如平均节间长、比节间长和比叶柄长)     

匍匐茎草本金戴戴对盐分梯度的表型可塑性

 研究了匍匐茎型克隆草本金戴戴(Halerpestes ruthenica) 4种基株（基因型）对不同盐分处理（0,85.5, 171.0, 256.5和342.0 mM NaCl）的表型可塑性。随着盐分浓度的增加,实验植物与生长相关的性状指标 (如植株干重、总叶面积、分株数和总匍匐茎长度) 显著减小。植株干重、总叶面积和总匍匐茎长度具有显著的基株间差异。实验植物与形态相关的性状指标 (如平均叶柄长和根冠比) 对盐分梯度具有可塑性并具有显著的基株间差异;而其它形态指标 (如平均节间长、比节间长和比叶柄长)     

光照强度和基质养分对匍匐茎草本金戴戴克隆生长和克隆形态的影响

在深度遮光(光照强度为高光条件的6.25%,约为自然光照的5.3%)或低养分条件下,金戴戴(Halerpestes ruthenica Ovcz.)生物量、初级分株叶面积、分株总数、匍匐茎总数和总长度均显著减小,而比节间长和比叶柄长显著增加.在低养分条件下,金戴戴匍匐茎平均节间长显著增加,而匍匐茎分枝强度和分株数显著减小.这些结果与克隆植物觅食模型相符合,表明当生长于异质性生境中,金戴戴可能通过以克隆生长和克隆形态的可塑性实现的觅养行为来增加对养分资源的摄取.在深度遮光条件下,金戴戴平均间隔子长度(即平均节间长和平均叶柄长)均显著减小.这一结果与以往实验中匍匐茎草本间隔子对中度和轻度遮光(光照强度为高光条件的13%～75%,>10%的自然光照)的反应不同.这表明,在深度遮光条件下匍匐茎克隆植物可能不发生通过间隔子可塑性实现的觅光行为.光照强度和基质养分条件的交互作用对许多性状如总生物量、匍匐茎总数和总长度、二级和三级分株数、分株总数、初级分株叶面积以及分枝强度均有十分显著的效应.在高光条件下,基质养分对这些性状有十分显著的影响;而在低光条件下,基质养分条件对这些性状不产生影响或影响较小.这表明,光照强度影响金戴戴对基质养分的可塑性反应.在深度遮光或低养分条件下,金戴戴可能通过减小匍匐茎节间粗度(增加比节间长)来增加或维持其相对长度,从而更有机会逃离资源丰度低的斑块.     

光照强度和基质养分对匍匐茎草本金戴戴克隆生长和克隆形态的影响

在深度遮光 (光照强度为高光条件的 6 .2 5% ,约为自然光照的 5.3% )或低养分条件下 ,金戴戴 (HalerpestesruthenicaOvcz.)生物量、初级分株叶面积、分株总数、匍匐茎总数和总长度均显著减小 ,而比节间长和比叶柄长显著增加。在低养分条件下 ,金戴戴匍匐茎平均节间长显著增加 ,而匍匐茎分枝强度和分株数显著减小。这些结果与克隆植物觅食模型相符合 ,表明当生长于异质性生境中 ,金戴戴可能通过以克隆生长和克隆形态的可塑性实现的觅养行为来增加对养分资源的摄取。在深度遮光条件下 ,金戴戴平均间隔子长度 (即平均节间长和平均叶柄长 )均显著减小。这一结果与以往实验中匍匐茎草本间隔子对中度和轻度遮光 (光照强度为高光条件的 1 3%～ 75% ,>1 0 %的自然光照 )的反应不同。这表明 ,在深度遮光条件下匍匐茎克隆植物可能不发生通过间隔子可塑性实现的觅光行为。光照强度和基质养分条件的交互作用对许多性状如总生物量、匍匐茎总数和总长度、二级和三级分株数、分株总数、初级分株叶面积以及分枝强度均有十分显著的效应。在高光条件下 ,基质养分对这些性状有十分显著的影响 ;而在低光条件下 ,基质养分条件对这些性状不产生影响或影响较小。这表明 ,光照强度影响金戴戴对基质养分的可塑性反应。在深度遮光     

林缘和荒草坡不同草本层盖度小生境中积雪草的等级可塑性

为研究克隆植物在不同生境中对小生境的利用能力和对不同尺度异质性生境的等级可塑性及其格局差异,比较了林缘和荒草坡不同草本层盖度小生境中积雪草(Centella asiatica)分株种群、克隆片段和叶水平的形态和生理特征。在分株种群水平,林缘和荒草坡积雪草被测的分株种群特征差异均不显著,不同草本层盖度小生境间积雪草根冠比差异显著,即在盖度小的小生境中其根冠比显著大于盖度大的小生境。在克隆片段水平,林缘和荒草坡生境显著影响积雪草的根干重、花果干重、一级匍匐茎节间长和总匍匐茎节间长,而不同草本层盖度小生境则显著影响花果干重、根冠比、一级匍匐茎数、二级匍匐茎节间长和总匍匐茎节间长。荒草坡积雪草拥有更大的根干重和花果干重,但一级匍匐茎节间长和总匍匐茎节间长较短。草本层盖度小的小生境中积雪草的根冠比和一级匍匐茎数显著高于盖度大的小生境,而花果干重、二级匍匐茎节间长和总匍匐茎节间长则相反。在叶水平,荒草坡和草本层盖度大的小生境中,积雪草的叶片长、叶片宽和叶面积都较大,而草本层盖度大的小生境中积雪草叶柄长和比叶柄长都显著大于盖度小的小生境;林缘和荒草坡生境与不同草本层盖度小生境对4个叶绿素指标影响均不显著,林缘和荒草坡生境与不同草本层盖度小生境的交互作用对所有测量特征均无显著影响。上述结果表明,积雪草对不同生境和有草本层盖度差异的小生境的反应存在等级可塑性,但是二者的等级差异格局不同;等级反应格局的差异反映出积雪草对不同生境条件有不同的生态适应对策,且对生境小尺度异质性的可塑性强于对大尺度异质性的可塑性。     

克隆植物蝴蝶花在光梯度环境上的形态适应性研究

对四川缙云山毛竹林和针阔叶混交林具有林窗、林缘和林下3种光照差异明显生境下的克隆草本植物蝴蝶花的形态可塑性进行了研究．统计了分株、根茎和叶生长方向等特征．经方差分析和t检验后表明．蝴蝶花在光梯度环境下,其形态特征表现出适应性变化．从林窗→林绿→林下,随着光强度的减弱,分株的高度、密度相应减小．在林下达到最小;而根茎的长度、节间长则相反,在遮荫大的林下最大．研究发现,叶片数目和根茎直径在不同的样地和生境中无明显变化,但叶片的生长方向和光照方向关系极大,表现出极强的向光性．此外,文章还对蝴蝶花表现出的可塑性进行了分析和讨论．     

异质性光照条件下匍匐茎草本野草莓的克隆整合

通过盆栽实验,研究了匍匐茎草本野草莓在异质性光照条件下的克隆整合。结果显示克隆整合显著增强了野草莓胁迫分株段的生长,损—益分析表明未受胁迫分株没有显著损耗,整个克隆片段的生长得到显著提高。在局部遮荫处理,克隆整合对克隆形态可塑性的修饰作用没有观察到。最后,讨论了克隆植物对环境的生态适应意义。     

内蒙古锡林河流域不同生境中羊草的克隆构型和分株种群特征

 克隆植物的形态可塑性在基株和种群水平上分别表现为克隆构型和分株种群特征的变化。研究对象为内蒙古锡林河流域草地、林地、沙地3种生境下的羊草(Leymus chinensis)种群,通过对羊草根茎节间长度、间隔子长度、分枝强度、分枝角度、株高和分株密度等指标的测定和分析,对这3种不同生境中羊草的克隆构型及分株种群特征进行了研究。结果表明羊草克隆构型相关特征,如,根茎节间长度,根茎节间长度频次分布格局、间隔子长度、间隔子长度频次分布格局,在不同生境差异较大。同时,羊草的分枝角度在不同生境间差异显著。而每间隔子所     

匍匐茎草本蛇莓克隆构型对土壤水分的可塑性反应

克隆植物构型的可塑性有可能促进它对斑块性分布土壤水分资源的利用,因而可能具有生态学意义.在田间实验中,匍匐茎草本蛇莓(Duchesnea indica Focke)经历了不同土壤水分水平(土壤最大含水量的40%、60%、80%、100%等)处理,以研究土壤水分对蛇莓克隆构型的影响.结果表明:间隔子长度、分株密度、分枝角度和分枝强度呈二次曲线变化,土壤含水为最大含水量的80%的生境为最适.在不同土壤水分水平生境中,蛇莓克隆构型相关特征的可塑性变化可用动态Logistic模型进行模拟和预测,拟合效果较好.结合植物对环境异质性的利用对策,对所揭示的蛇莓克隆构型可塑性进行了讨论.     

匍匐茎草本蛇莓克隆构型对土壤水分的可塑性反应

克隆植物构型的可塑性有可能促进它对斑块性分布土壤水分资源的利用,因而可能具有生态学意义。在田间实验中,匍匐茎草本蛇莓（Duchesnea indica Focke)经历了不同土壤水分水平（土壤最大含水量的40%,60%,80%,100%等）处理,以研究土壤水分对蛇莓克隆构型的影响,结果表明：间隔子长度,分株密度,分枝角度和分枝强度呈二次曲线变化,土壤含水为最大含水量的80%的生境为最适,在不同土壤水分水平生境中,蛇莓克隆构型相关特征的可塑性变化可用动态Logistic模型进行模拟和预测,拟事效果较好,结合植物对环境异质性的利用对策,对所揭示的蛇莓克隆构型可塑性进行了讨论。     

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．     

异质性光照下匍匐茎草本狗牙根克隆整合的耗益

在一盆栽实验中,将匍匐茎草本植物狗牙根克隆分株对进行异质性光照处理,对远端分株(幼年)分别进行不同程度的遮荫,并对分株对之间的匍匐茎进行保持连接或是切断处理。结果显示:在中度遮荫时,切断匍匐茎连接显著降低了远端分株的生物量和净光合速率(Pn);在重度遮荫时,切断匍匐茎连接显著降低了远端分株的分株数、叶片数、生物量、净光合速率(Pn)、最大光量子产量(Fv/Fm)和实际光量子产量(ФPSⅡ),克隆整合缓解了遮荫胁迫对远端分株生长的影响。在中度遮荫时,保持匍匐茎连接显著提高了近端分株的净光合速率(Pn);在重度遮荫时,保持匍匐茎连接显著提高了近端分株的最大光量子产量(Fv/Fm)、实际光量子产量(ФPSⅡ)和净光合速率(Pn),克隆整合使得相连未受胁迫近端分株的光合效率表现出补偿性增加。相比于匍匐茎切断处理,当远端分株遭受重度遮荫胁迫时,克隆整合引起近端未受胁迫分株生物量显著降低,而整个克隆片段生物量没有显著变化。因此,当远端分株遭受重度遮荫胁迫时,匍匐茎草本狗牙根可能采取一种风险分摊策略以降低基株死亡风险,这样一种策略对于维持克隆植物在异质性生境中基株适合度具有重要意义。     

青藏高原东缘过路黄在资源交互斑块性生境中的克隆内资源共享

在青藏高原和四川盆地过渡带,分别于618m和1800m两个海拔高度上研究匍匐茎克隆植物过路黄(Lysimachia christinae)在资源交互斑块性生境中的克隆内资源共享及其对生长的影响.结果显示, 在海拔1800m处,与资源的空间同质性处理(Ⅰ) 和(Ⅱ)相比, 资源的空间异质性处理(Ⅲ)和(Ⅳ)下过路黄整个克隆片段的生物量和分株数均获得显著增加;在海拔618m处,与资源的空间同质性处理(Ⅰ) 和(Ⅱ)相比,资源的空间异质性处理(Ⅲ)和(Ⅳ)下过路黄整个克隆片段生物量显著增加.在海拔618m和1800m处,生长在低光高养条件下的远端分株, 若与高光低养的近端分株相连, 相比连接到低光高养的近端分株, 它们分配更多的生物量到地下部分;在海拔1800m处,生长在高光低养条件下的远端分株, 若与低光高养的近端分株相连, 相比连接到高光低养的近端分株, 它们分配更多的生物量到地上部分.在海拔618m和1800m处,生长在高光低养条件下的近端分株, 若与低光高养的远端分株相连, 相比连接到高光低养的远端分株, 它们分配更多的生物量到地上部分.处于资源交互斑块性生境中的过路黄发生了克隆内分工,依靠相连分株间的功能分化, 克隆植物能有效的利用异质性分布的资源, 缓解资源交互斑块性分布对克隆植物生长的不利影响.通过间隔子(匍匐茎或根状茎),相连分株间能够相互传递和共享由不同分株获得的资源,这种资源共享能够提高克隆植物在异质性生境中的存活与生长.同时,方差分析显示环境异质性和海拔的交互作用显著影响克隆片段的生物量和分株数.相比于海拔618m,在海拔1800m处克隆内资源共享对克隆植物生长表现的影响更大.     

Adaptive plasticity in response to light and nutrient availability in the clonal plant Duchesnea indica

克隆植物蛇莓对光照强度和养分条件的适应性可塑性 表型可塑性可帮助植物缓冲环境压力并使其表型与当地环境相匹配,但目前仅少数性状的可塑性被广泛认为是适应性的。为充分理解可塑性的适应性意义,仍需进一步研究更多的植物功能性状及其环境因子。本研究将匍匐茎克隆植物蛇莓(Duchesnea indica)的21个基因型种植于不同的光照和养分条件下,并利用选择梯度分析检测了形态和生理可塑性对光照强度和养分有效性变化的适应性值。在遮荫条件下,蛇莓适合度(果实数、分株数和生物量)降低,节间缩短变细,成熟叶叶绿素含量降低,但叶柄长度、比叶面积、老叶叶绿素含量均增加。在低养分条件下,植株叶柄缩短,叶面积缩小变厚,叶绿素含量降低,但果实数量和根冠比增加。选择梯度分析表明,叶柄长度和老叶叶绿素含量对光照变化的可塑性是适应性的,老叶和成熟叶叶绿素含量对养分变化的可塑性也是适应性的。因此,不同性状的可塑性适应值取决于特定的生态背景。该研究的发现有助于理解克隆植物表型可塑性响应环境变化的适应性意义。     

资源交互斑块性生境中两种不同分枝型匍匐茎植物的克隆内分工

以青藏高原和四川盆地过渡带两种不同分枝型匍匐茎植物野草莓 (Fragaria vesca)和过路黄 (Lysimachia christinae)为对象 ,研究它们在高光照低养分斑块和低光照高养分斑块组成的资源交互斑块性生境中的克隆内分工。结果显示 ,与资源的空间同质性处理 (I)和 (II)相比 ,资源的空间异质性处理 (III)和 (IV)中野草莓和过落黄的近端、远端和整个克隆片段的生物量和分株数均获得显著增加。生长在低光高养条件下的远端分株 ,若与高光低养的近端分株相连 ,相比连接到低光高养的近端分株 ,它们分配更多的生物量到地下部分 ;生长在高光低养条件下的远端分株 ,若与低光高养的近端分株相连 ,相比连接到高光低养的近端分株 ,它们分配更多的生物量到地上部分 ;生长在高光低养条件下的近端分株 ,若与低光高养的远端分株相连 ,相比连接到高光低养的远端分株 ,它们分配更多的生物量到地上部分。实验结果表明 ,资源交互斑块性生境中野草莓和过路黄均发生了克隆内分工。通过克隆内分工 ,克隆植物能有效的利用异质性分布的资源 ,缓解资源交互斑块性分布对克隆植物生长的不利影响     

蛇莓克隆构型对光照强度的可塑性反应

克隆植物构型的可塑性反应可能是它在资源斑块性状分布的环境中获取资源对策的重要方面,因而可能具有重要的生态学意义。在一田间实验中,匍匐茎草本蛇毒（Duchesnea indica Focke）经历了不同相对光照强度的处理,以研究光照强度对蛇莓克隆构型的影响。结果表明：随着相对光照强度的增加,间隔子的长度逐渐降低,分枝角度、分枝强度和分株密度呈二次曲线变化。结合植物对环境异质性的利用对策,对的揭示的蛇莓克隆构型可塑性进行了讨论。     

三种增温情景对入侵植物空心莲子草形态可塑性的影响

虽然国内外已对克隆植物的表型可塑性开展了大量研究,但是气候变暖对克隆植物,尤其是入侵性克隆植物形态可塑性的影响及其可能的生态学意义研究仍然有限。通过设置白天增温、夜间增温和全天增温3种方式,通过切断或不切断匍匐茎处理,探讨入侵植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)形态特征对不同气候变暖情景的响应。研究发现:夜间增温2℃条件下,切断匍匐茎连接显著降低空心莲子草匍匐茎总长度和平均分株长度;白天增温和全天增温2℃对匍匐茎切断和连接组的空心莲子草的匍匐茎总长和平均分株长影响不显著;3种增温方式对空心莲子草的分蘖数均无显著影响。这些结果表明:空心莲子草对增温具有较高的耐受性,并对不同增温方式采取不同的响应策略;夜间增温可能通过光合补偿效应增加其匍匐茎的长度和平均分株长从而促进其水平方向的扩展以占据更加有利的生境,增强其入侵能力;白天和全天增温对整个克隆片段匍匐茎形态几乎无影响。     

匍匐茎草本植物形态可塑性、整合作用与觅食行为研究进展

综述了匍匐茎型克隆植物在形态可塑性、整合作用及觅食行为方面的研究进展。资源斑块性分布是生境异质性的特征之一,适应于异质性生境,匍匐茎植物对环境资源表现了一系列可塑性反应。本文着重从匍匐茎植物对光、水、肥的可塑性反应及其整合作用以及觅食行为等方面的研究进行总结分析,以期对匍匐茎型克隆植物进行更广泛深入的研究。