羊草种群生物量生殖分配的初步研究

对羊草种群生物量生殖分配的研究表明,在生殖生长过程中,种群用于根茎和营养生长的生物量生殖分配占有绝对优势比例,而用于有性生殖的生物量生殖分配比例较小,在10%以下。在羊草种群构件生物量生殖分配中,根茎和营养枝的叶占有较大比例(20%～40%),而用于有性繁殖体种子生产的比例很小,在1.5%以下。对有性繁殖的小比例投资是导致羊草种群有性繁殖体种子产量低的重要原因.     

羊草种群生物量和能量生殖分配的研究

从构件入手,研究了生长季羊草种群根茎、营养枝和生殖枝及其构件的生物量和能量分配及季节动态,结果表明种群营养枝和生殖枝的生物量和能量分配没有显著的颉抗关系,但营养枝和根茎生物量和能量分配比例间呈显著的颉抗关系。研究结果还表明种群根茎、营养枝和生殖枝及构件的生物量和能量分配比例间的差异基本不显著,而且季节动态趋势一致,即生物量分配和能量分配是等价的。     

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。     

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.     

两种生境中薇甘菊种群的生物量生殖分配

于2004年薇甘菊（Mikania micrantha）生殖阶段的现蕾期至种子成熟期,从种群和构件水平上研究了两种生境（林窗和开阔地）中薇甘菊种群的生物量生殖分配。结果表明,在生殖生长过程中,两种生境中的种群用于营养生长的生物量分配均占有绝对优势,而生殖生长的波动相对较大。花序的生物量分配（RA）总体上均呈现由低到高的变化趋势。在不同时期,林窗薇甘菊种群的营养枝生物量分配均小于开阔地,而除了种子形成期和种子成熟期以外的其它各个时期,林窗中生殖枝的生物量分配均大于开阔地,林窗中花序的生物量分配均显著大于开阔地。表明薇甘菊能有效权衡其在不同生境中的繁殖策略,开阔地中的薇甘菊种群的繁殖策略倾向于克隆繁殖,而林窗生境中薇甘菊种群则相对更倾向于有性生殖。     

不同生境下入侵植物胜红蓟种群构件生物量分配特性

为探究入侵植物胜红蓟在种群构件水平上的生长特性,以更好地了解其整体的生存策略和入侵性,通过测定胜红蓟各构件的生物量、各构件生物量相关性、繁殖构件/营养构件比和根冠比,对Ⅰ房前屋后、Ⅱ菜园地、Ⅲ桔园和Ⅳ路边4种不同生境下的胜红蓟种群构件的生物量分配进行了分析研究。结果表明:不同生境下胜红蓟种群各构件的生物量既存在差异,又存在相同的趋势,即:茎生物量叶生物量根生物量花果生物量;生境Ⅱ胜红蓟总生物量、茎、叶和花果生物量均最大,生境Ⅳ的均最小,两者之间均存在显著差异(P0.05);不同生境中胜红蓟种群的根、茎、叶、花果生物量分配与其各构件生物量大小顺序并不一致,前者各生境间的差异小于后者各生境间的差异;4种生境下繁殖构件与营养构件生物量比大小顺序依次为ⅣⅢⅡⅠ,其值分别为0.069、0.061、0.050和0.042,根冠比大小顺序依次为ⅢⅠⅣⅡ,其值分别为0.211、0.179、0.154和0.090;胜红蓟植株株高与各构件及各构件之间存在极显著正相关(P0.01),株高与各构件的相关性中,株高与茎生物量的相关性最强,相关系数为0.525,各构件的相关性中,茎生物量与叶和花果生物量的相关性较强,其相关系数均大于0.900。胜红蓟种群在不同生境下各构件的生物量、繁殖构件/营养构件比和根冠比表现出的差异显示了其较强的表型可塑性和对异质环境的适应性,可能增强了其入侵性。不同生境下胜红蓟种群各构件生物量相同的趋势及生物量分配比间相对较小的差异显示了胜红蓟种群构件生物量分配模式的相对稳定性。胜红蓟种群各构件间的极显著相关性显示了其整体性的生存策略。     

斑叶兰自然种群生物量生殖分配研究

(1.井冈山学院生命科学学院,江西吉安343009;2.西南大学生命科学学院,重庆400715)斑叶兰开花前各构件的生物量在总生物量中所占比例具有明显差异,且在生境间具显著差异。在柳杉林中,茎构件所占比例显著高于其它构件的比例;其它生境中正常叶的比例显著高于同生境下其它构件的比例。花期,斑叶兰茎和叶构件所占比例最大,其中仅在灌丛中正常叶构件分配比例略大于其茎构件的,但二者差异不显著;生殖构件中,花瓣所占比例最大;除花托叶(p=0.002)外,其余生殖构件的分配比例在生境之间的差异均不显著;合蕊柱在各群落生境中的分配比例差异极小,几乎是恒定的。斑叶兰的生物量生殖分配表现出随分布群落演替阶段的提高而下降的趋势,即竹林>人工柳杉林>灌丛>混交林;其生殖分配在20·35%~28.90%之间,而以干重计算则为21.09%~31.80%之间,明显高于其它一些多年生植物的(0%~20%),而表现出一年生植物的生殖分配特性。     

古尔班通古特沙漠三种生境下梭梭种群的生殖分配特征

对古尔班通古特沙漠梭梭种群进行样地调查,从各构件生物量分配特征、开花和结果特征、不同发育阶段的生殖分配、同化枝与生殖生物量之间关系等方面研究了3种生境下梭梭种群的生殖分配特征。结果表明:3种生境中各构件生物量分配格局均具有显著差异,且变化趋势不一致,梭梭平均生殖分配在0.64%～1.5%;3种生境下,梭梭开花和结果特征均具有显著差异,表现出砾石生境>沙质生境>土质生境。不同生境梭梭生殖分配均随径级的增加变化不同,砾石生境和沙质生境样地随着径级的增加而降低,而土质生境样地随着径级的增加而增加;不同生境类型下梭梭同化枝、生殖生物量与径级的关系不同;梭梭的生殖分配和同化枝生物量之间呈线性或多项式正相关。     

松嫩草原不同种群密度羊草草地生态系统有机碳分配

以松嫩草原自然生长状态下不同种群密度羊草生态系统为研究对象,采用野外取样与室内分析相结合的方法,研究其生物量分配、各构件有机碳含量及贮量、土壤有机碳含量及储量的变化特征。结果表明:随着种群密度的增加,羊草群落的根、茎、叶、根茎生物量以及根冠比无显著差异,而生殖构件生物量显著减少(P0.05);种群密度对羊草构件的有机碳含量无显著影响;随着种群密度的增加,羊草生殖构件有机碳贮量显著降低(P0.05),而对羊草非生殖构件无显著影响;种群密度影响土壤碳截获能力,低种群密度羊草生态系统碳截获能力更强,在土壤深层(20~100 cm)则更为显著(P0.05)。     

放牧退化群落中冷蒿种群生物量资源分配的变化

对放牧退化群落中冷蒿种群生物量及生物量资源分配的变化进行了研究.结果表明,在放牧干扰下,随着放牧退化程度的增加,冷蒿种群叶、茎、根的生物量及总生物量增加.其中根的重量增加幅度较大,但生殖构件(花序、果实)的生物量在轻度退化群落中增加,中度退化群落中迅速减少,重度退化群落中未发现生殖构件.随着放牧退化程度增加,冷蒿种群生物量的资源分配发生变化,对根的分配增加,对茎、叶的分配减少,根冠比增加;对无性繁殖的分配增加,对有性生殖的分配减少.在重度退化群落,冷蒿有性生殖严重受阻,繁殖格局发生变化.从资源分配的动态来看,随着放牧退化程度的增加,生长初期至盛期,冷蒿种群资源优先分配给地上部分,尤其是光合器官叶;而生长盛期至末期,资源优先分配给有性生殖或贮藏器官.繁殖格局的转变是冷蒿种群耐牧,在重度退化下成为建群种的关键.资源分配格局的时空变化,使生长、维持和繁殖等方面的分配达到和谐,是冷蒿种群在重度退化下成为建群种的物质基础.     

The effects of seed weight on growth and competitive ability of Rumex acetosella from two successional old-fields

Summary The effects of seed size on growth, biomass allocation and competitive ability of Rumex acetosella plants grown either individually or in competition were studied in two populations (6 months and 15 years old respectively) sampled from a postcultivation successional gradient. For plants grown individually there were highly significant effects of seed weight on growth after 43 days, with a higher relative growth rate (RGR) observed for plants raised from heavier seeds. However at the end of the experiment, seedlings developed from lighter seeds had a RGR 2 times greater than those from heavier seeds. Final biomass of the two types was not significantly different after 73 days of growth. When plants were grown individually, there were only slight differences between populations, but when grown in monocultures of 4 plants per pot, plants from the old population had higher root and leaf biomass per pot whereas those from the young population had a higher reproductive effort per pot. This suggests that a trade-off between allocation to sexual and vegetative reproduction occurs over successional time. In mixtures of light and heavy seeds, plants from light seeds were shorter, had fewer leaves and lower biomass than plants from heavy seeds, which were also taller and produced more dry matter than plants grown from heavy seeds in monoculture. The significant effects of seed weight and population on biomass parameters persisted unit the end of the experiment. Seedlings from heavy seeds were strong competitors: those from the young population grew better in the presence of neighbors than in monoculture and those from the late successional population suppressed the more the growth of their partners. Seedlings from light seeds were subordinate competitors. These results suggest that seedlings from seeds of different sizes benefit from contrasting ecological conditions and that selection acts on reproductive output along successional gradients.     

Mineral allocation to reproduction in Sorhum bicolor and Sorghum halepense in relation to parental nutrient supply

Summary This experiment investigated the effect of parental nutrient shortage on the allocation of five nutrients to seeds and rhizomes in Sorghum halepense, a perennial, noxious weed, and to seeds in Sorghum bicolor, an annual, cultivated species. Plants from both species were grown from seeds and supplied with fertilizer at three concentrations. The allocation of biomass and nutrients (N, P, K, Ca and Mg) to reproductive and vegetative parts was determined. Relative biomass allocation to reproduction (either sexual or vegetative) remained constant in S. halepense in spite of large differences in total plant weight. In S. bicolor, however, biomass allocation to sexual reproductive structures decreased significantly with decreasing nutrient supply. Individual seed weight was not modified by parental nutrient supply in S. halepense, but it increased with decreasing nutrient availability in S. bicolor. Important differences in mineral allocation to seeds were found between the two species. While S. bicolor seeds were largely buffered from the differences in parental nutrient status, concentration of nutrients in S. halepense seeds decreased significantly with decreasing supply for all the nutrients analyzed except Ca. However, mineral nutrient concentration in S. halepense rhizomes remained remarkably constant despite differences in the external supply, evincing the priority given to vegetative reproduction at the expense of sexual reproduction. Overall, the pattern of nutrient allocation in S. bicolor seeds under different nutrient supply resembled the pattern observed in S. halepense rhizomes, but it had little resemblance to the pattern of nutrient allocation in S. halepense seeds. The results are discussed in terms of differences and similarities in the reproductive strategy of these two species.     

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。     

Resource allocation to sexual and vegetative reproduction in a forest herbSyneilesis palmata (Compositae)

The balance between sexual and vegetative reproduction inSyneilesis palmata was examined in relation to environmental conditions and the amount of reproductive resources, which is defined here as the total quantity of dry matter invested in both modes of reproduction. The allocation balance was measured for individual plants of two populations, with different densities in an open habitat, for 2 years, and those of two other populations, under different light intensities in a plantation forest (forest floor and edge), for 3 years. Relative allocation to sexual reproduction decreased with increasing reproductive resources in all populations except for the forest edge, which showed a constant allocation balance. The high density population showed lower relative allocation to sexual reproduction than the low density population, irrespective of the amount of reproductive resources. However the between-year comparison of the high density population suggested that under extremely high density, plants with a small amount of reproductive resources enhanced sexual reproduction, while plants with a large amount of reproductive resources reproduced vegetatively. On the forest floor, plants with small amounts of reproductive resources had higher relative allocation to sexual reproduction than the forest edge population, while plants with large amounts of reproductive resources had a somewhat lower one. The adaptive significance of such allocation patterns are discussed, based on qualitative data on the characteristics of both types of offspring.     

唐古特雪莲花部特征及生殖分配的海拔差异

为探究高山植物生殖分配策略以及分析唐古特雪莲花部特征对海拔梯度的响应机制,该研究利用采样调查法和烘干称重法,对分布在青藏高原东缘不同海拔14个居群的唐古特雪莲花部特征和生殖分配进行了研究。结果表明:(1)繁殖分配随个体大小(地上生物量和株高)的增大呈线性递减趋势。(2)花期植株地上生物量、株高、管状小花数目、繁殖器官及营养器官生物量均随海拔升高呈线性递减趋势,管状小花生物量随海拔升高呈线性递增趋势。(3)花期管状小花数量及大小、繁殖器官生物量与营养器官生物量、雄蕊重量和雌蕊重量以及花粉数目与花丝长度之间均存在权衡现象。由此推论:(1)海拔作为外界因子对唐古特雪莲花部特征具有显著的影响,个体大小对其繁殖分配也存在潜在调控作用。(2)在不同海拔梯度上,唐古特雪莲有效地整合了有限的资源,其适应性特征之一就是通过减小个体大小来削弱营养生长以达到促进生殖生长的目的。     

川西风毛菊果期资源分配对海拔的响应

以分布于青藏高原东缘的川西风毛菊为试验材料,研究了其不同海拔高度16个居群的果期资源分配。结果显示:1)随着海拔的升高,个体大小、繁殖器官生物量、营养器官生物量、根系质量、茎叶质量以及每株植物种子总数量均不断减小,但种子百粒重不断增加;2)繁殖分配和根系分配与海拔呈正相关关系,营养分配和茎叶分配与海拔呈负相关关系;3)果期繁殖分配和营养分配、根系分配和茎叶分配以及种子数量与百粒重之间均存在资源分配上的权衡。研究结论:1)海拔作为外界因子对川西风毛菊果期各生物量及资源分配有显著的影响;2)随着海拔的升高,川西风毛菊通过增加繁殖分配,根系分配以及种子百粒重来适应胁迫环境,提高自身的适合度。     

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。     

Seasonal control over allocation to reproduction in a tussock-forming and a rhizomatous species of Eriophorum in central Alaska

Summary The evergreen tussock-forming Eriophorum vaginatum revealed consistently earlier (c. 1 moth) phenology and greater biomass per tiller than the summergreen rhizomatous E. scheuchzeri in all four components measured (vegetative and reproductive shoots and stems) under the same climatic regime in central Alaska over one growing season. Greatest allocation to vegetative shoot growth occurred in mid-summer in both species. The tussock growth form of E. vaginatum raised shoot meristems 25–30 cm above the soil surface, where temperatures were warmer, permitting shoot growth to begin earlier in spring and continue longer in autumn than in E. scheuchzeri. Consequently, E. vaginatum was able to allocate reserves to reproductive tillers primarily in autumn and early spring, times when minimal reserves were required for vegetative growth. By contrast, the rhizomatous E. scheuchzeri had a more constrained growing season, and allocation to reproduction coincided with allocation to vegetative growth. For this reason, reserves were drawn down more fully in mid-summer in E. scheuchzeri than in E. vaginatum. The more conservative use of nutrient stores in E. vaginatum may relate to its great longevity, reduced allocation to reproduction (including low seedling recruitment), and relatively stable habitats. The mid-seasonal pulse of allocation to reproduction in E. scheuchzeri appears viable only in relatively fertile disturbed sites, where the soil nutrient supply is sufficient to support simultaneous allocation to vegetative growth and reproduction.     

扎龙湿地芦苇种群不同龄级根茎构件的季节动态

克隆植物根茎具有营养繁殖和扩展种群的功能,也是芽和分株生理整合的通道。根茎构件具有出生、死亡及年龄等种群统计特征,不同龄级根茎的季节动态可以反映根茎的存活和衰老过程。采用单位土体挖掘取样,对扎龙湿地4个生境芦苇种群根茎构件进行野外调查,比较不同龄级根茎长度、生物量和干物质贮量的季节动态。结果表明:7—10月份,1a根茎长度、生物量和干物质贮量均呈指数函数增加,在生长季中后期有一个持续时间较长的生长和物质积累时期。6—10月份,2a、3a根茎长度呈线性函数增加,4—6a根茎长度呈线性函数减少;2—4a根茎生物量和2—5a根茎干物质贮量呈二次函数先减少后增加,5a、6a根茎生物量和6a根茎干物质贮量呈幂函数减少。整个生长期内,根茎长度和根茎生物量均以3a最大,根茎长度以最高的6a最小,根茎生物量以最低的1a最小;根茎干物质储量以5a最大,以最低的1a最小。4个生境芦苇种群根茎长度、生物量和干物质贮量在龄级间的差异及差异序位稳定,在新根茎的产生、老根茎的存活以及根茎寿命与养分消耗和储藏上均具有稳定的生物学特性,不同龄级根茎在种群中的地位和作用以及对种群的贡献不同。     

青藏高原不同生境下湿生扁蕾(Gentianopsis paludosa)个体大小依赖的繁殖分配

植物对资源的投资和分配是生态学中的重要问题,它反映了植物应对环境变化时的生活史策略。选择青藏高原东缘同一海拔下的嵩草草甸(Kobresia sp.meadow)、金露梅灌丛(Potentilla fruticosa shrub meadow)以及草甸-灌丛交错带3种生境类型,并以3种生境下的湿生扁蕾(Gentianopsis paludosa)为对象,研究了其繁殖分配特征。结果发现:(1)在种群水平上,在生境从草甸经交错带到灌丛的变化中,湿生扁蕾个体大小和繁殖分配比例逐渐增加;3个种群湿生扁蕾的总花数目没有显著差异,但草甸生境湿生扁蕾的蕾期花数目显著高于灌丛生境,而果期花数目则显著低于灌丛生境;(2)在个体水平上,湿生扁蕾的繁殖绝对投入与个体大小显著正相关,且各种群植株都存在繁殖所需的个体大小阈值,而繁殖阈值在生境从草甸经交错带到灌丛的过渡中逐渐减小;湿生扁蕾的繁殖相对投入与个体大小负相关,但相关系数随着生境从草甸经交错带到灌丛的过渡中逐渐减小;各种群花数目与湿生扁蕾植株个体大小显著正相关。研究表明,湿生扁蕾的繁殖投资存在大小依赖效应,但生境差异会对其繁殖投资和生活史策略造成显著影响,而这种影响主要是由不同生境下自然条件的不同造成的。同时,资源分配也与湿生扁蕾的遗传特性和延迟自交的繁育系统特征有关。湿生扁蕾这种不同生境下个体大小依赖的繁殖投资差异是湿生扁蕾与其生境长期适应和进化(生境选择)的结果。