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。     

不同生境自交植物黄花大苞姜生殖分配的研究

为了探讨自交植物黄花大苞姜(Caulokaempferia coenobialis)对石壁附生这一特殊生境的生态适应,对其不同物候期和不同生境的生殖分配进行了对比研究。结果表明,在生殖生长过程中,黄花大苞姜种群用于营养生长的生物量分配占有绝对优势,而用于生殖的生物量分配比例较小(<13%)。在黄花大苞姜各构件的生物量分配中,根茎和叶的比重较大(24.22%~43.25%)。在光线较弱生境中的种群,为了提高资源获取能力,黄花大苞姜分配到叶的比重明显高于光线较强的种群,而分配给根茎的比例却明显低于光线较强的种群。随着物候期的推移,黄花大苞姜生殖分配的比例不断增加,到果期达到最大值。不同种群间和年度间黄花大苞姜分配给生殖构件的比例没有显著差异,推测其生殖分配可能受遗传因素控制。个体大小与根茎生物量呈极显著线性函数同速生长,而与生殖分配在云天海种群没有表现出相关性,在上坪和天堂顶种群表现为同速生长关系,但决定系数小于40%。因此,黄花大苞姜能有效调节其在不同生境的生物量分配以适应石壁附生的特殊生境,在光线较弱的种群提高叶的生物量分配并降低根茎的生物量分配以提高资源的获取能力。整体上投资到营养构件的生物量占比高达87%以上,生殖构件在居群间和年度间均保持稳定。这种繁殖策略,一方面较高的营养构件投资可以获得更多的资源,另一方面稳定的生殖投资可以保证种群的延续,各构件相互协调以更好适应石壁这一资源匮乏的生境。     

荒漠植物梭梭稳定碳同位素组成与环境因子的关系

以广泛分布于新疆荒漠地区的建群种植物——梭梭(Haloxylon ammodendron)为研究对象,通过对23个样地101份梭梭同化枝样品δ~(13)C值的测定,分析了梭梭稳定碳同位素组成的变化特征及其与环境因子(海拔、日照时数、潜在蒸散量、年平均降水量和年平均温度)的关系,并讨论了不同生境下梭梭同化枝δ~(13)C值的变化特征。研究结果显示:(1)梭梭同化枝δ~(13)C平均值为-14.15‰,其在95%置信区间的变化范围为-13.14‰—-15.38‰,表明梭梭是C_4光合途径的植物。(2)梭梭同化枝δ~(13)C值与年平均降水量和年平均温度呈显著负相关关系,而与日照时数、潜在蒸散量和海拔呈显著正相关关系。我们推测梭梭同化枝δ~(13)C值对各环境因子响应趋势的不同,可能是由气孔限制因素造成的,它是梭梭适应干旱荒漠环境的一种策略。(3)在不同生境下,梭梭同化枝的碳同位素组成存在显著差异。当梭梭群落中的主要伴生种为白刺、红砂时,其δ~(13)C值最高,当主要伴生种为沙拐枣和假木贼时,其δ~(13)C值最低。在灰漠土与灰棕漠土样地中的梭梭δ~(13)C值高于棕钙土、风沙土、石质土样地;盆地中梭梭同化枝δ~(13)C值低于平原、山地、丘陵地形条件下的样地。以上结果表明:梭梭水分利用效率在不同环境梯度和生境中,存在着显著不同,表现出显著的适应策略差异。     

基于Ripley的K(r)函数和分形维数的梭梭种群空间格局

应用Ripley的K(r)函数和分形维数,研究了古尔班通古特沙漠土质、沙质、盐土和石砾质4种生态类型梭梭在不同发育阶段的分布格局和分形特征.结果表明:沙质、盐土和石砾质生态类型中的梭梭种群呈显著聚集分布,而土质生态类型梭梭种群仅在1～18m范围内呈聚集分布,说明荒漠植物群落通过聚集分布适应其生存的环境;梭梭不同发育阶段的分布格局不同,幼苗和幼树呈聚集分布,成年树呈随机分布.与Ripley的K(r)函数相比,关联维数能反映种群的个体对空间占据能力的强弱,但不能直接反映干旱区种群的个体聚集/非聚集.此外,3种分形维数对样地内梭梭种群个体数量和植株大小较为敏感.     

梭梭和多枝柽柳的末端小枝异速生长特征研究北大核心CSCD

荒漠植被柽柳和梭梭的叶退化,以绿色的同化枝来进行光合作用,目前对于荒漠植物的小枝和其支撑的非形态学意义上的叶(即绿色同化枝)之间的关系的研究非常缺乏,本文以柽柳和梭梭的末端小枝为对象,给出了小枝尺度上的生物量和同化枝面积估算方程,并对小枝的茎、同化枝生物量分配格局以及小枝大小和同化枝面积大小之间的关系进行研究,旨在探讨2种植物适应荒漠生境的小枝-同化枝大小关系的差异。结果显示:以茎径为自变量,利用幂函数构建的枝生物量和同化枝面积估算方程具有较高的相关性,柽柳方程的幂指数要比梭梭大,表明随着茎径增大,柽柳同化枝面积和枝重的增长幅度大于梭梭。柽柳枝重与茎重、同化枝重以及茎重和同化枝重之间均呈现极显著的等速生长的关系,小枝大小对同化枝、茎的生物量分配没有影响;而梭梭枝重与同化枝重、茎重以及茎重和同化枝重间均存在极显著的异速生长关系,随着小枝增大,茎在生物量分配中更占优势,这表明梭梭对于起到支撑和水分传输作用的茎的需求更大。柽柳的同化枝面积与茎截面积、茎重分别呈现大于1和小于1的极显著的异速生长关系,表明分别以茎截面积和茎重代表小枝大小,小枝支撑的同化枝面积比例随小枝增大有两种不同的变化趋势;而梭梭同化枝面积和茎截面积、茎重间均存在小于1的极显著的异速生长关系,表明小枝越大,小枝支撑的同化枝面积的比例越小。这些结果有助于在小枝尺度上了解柽柳和梭梭这两种植被适应干旱、高温的荒漠环境的功能结构特征。     

荒漠植物白刺属4个物种的生殖分配比较

选定乌兰布和沙漠地区白刺属4种植物为研究对象,通过对其样株在花期的各生殖构件的数量特征及生物量调查,系统研究了唐古特白刺(Nitraria tangutorum Bobr.)、西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall.)、大白刺(Nitraria roborowskii Kom.)和泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa Maxim.)4种白刺属植物在生殖枝水平上的生殖分配。结果表明:不同白刺属植物在分株高度、生殖枝长、生殖枝基径、单枝花数、花序干重、枝叶干重等生殖构件的数量性状方面均有显著差异,其中泡泡刺的各生殖构件的数量均最小;除了西伯利亚白刺的生殖分配值达到44.51%外,其余3种白刺的生殖分配值均没有超过20%。经统计分析,4种白刺种群的生殖枝长分别与分株高度呈显著(P<0.05)的直线性正相关关系;生殖枝花序干重与分株高显著正相关;4种白刺的生殖分配随着分株生殖枝生物量的增加而减少,即白刺的个体大小与生殖分配之间呈现负相关关系。这种生殖分配特点反映了不同白刺植物对生长环境的资源利用、与克隆繁殖的权衡及对生态适应的策略。     

石河子地区不同生境梭梭种群数量动态分析

对新疆石河子莫索湾地区阳坡、阴坡、坡脊、坡谷4个生境条件下的梭梭种群动态、大小结构等进行了实地调查研究,并编制静态生命表分析存活曲线和死亡曲线.结果表明,石河子地区的梭梭种群基本属于进展型或稳定型,幼龄个体多,中老龄个体少.不同生境的种群密度存在差异,其中坡谷种群密度最大;不同坡向种群生命表显示,种群在Ⅰ、Ⅱ径级时死亡率较高,随着年龄增加,死亡率逐渐降低,Ⅴ、Ⅵ径级由于生理衰老死亡率上升;种群期望寿命在Ⅰ、Ⅱ径级较高,随着年龄增加,期望寿命逐渐下降;不同坡向的梭梭种群的存活曲线均接近于DeeveyⅢ型.在石河子莫索湾地区,梭梭种群应以保护为主,适当抚育为辅,从而促进群落持续发育.     

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。     

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。     

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。     

白桦的开花时间及生殖构件的数量与树龄和树冠层次的关系

白桦的初始开花结实年龄在不同生境、不同起源情况下是有很大差别的。在相同地生境下,实生苗比萌生苗的始花年龄晚６ａ以上,中生生境的林分始花期要早于湿生生境的林分,在同一年中花期的早晚因林龄而异。花序构件种群、生殖技构件种群以及生殖枝花序数量都与树龄直接相关。花序构件数量壮年期〉老龄期〉结实初期。在同一生殖个体上,构件数量雄花序为中层〉上层〉下层,雌花序数量为土层〉中层〉下层,每个生殖枝平均的花序构件数     

北京西部山区胡枝子种群研究:个体和构件生物量

通过对北京西部山区胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)种群个体和构件地上生物量进行系统研究。结果表明,种群(总和)个体和各构件地上生物量积累与年龄的关系均可用方程式Y=axb表示。不同种群的植株个体和构件生物量有显著性不同(P<0.05),在海拔910-1100m的山脊林缘的种群个体和构件地上生物量较其它种群大,植株地上营养构件的生物量比率较小,而繁殖构件生物量比率较大;不适生境中的种群则反之。种群个体生长和各构件生物量动态与环境条件关系密切。构件生物量比率也随着年龄的增长而有所变化。叶生物量比率随年龄增加而减小;枝构件生物量比率随年龄增加而增大;繁殖构件的生物量比率随年龄增加先增后减。依据相关指数R2,筛选各构件生物量估计的最优模型:枝、枝叶生物量和地上生物量均为m(DW)=a(D2H1)b,叶生物量和花果生物量均为m(DW)=a(D)b。     

北京西部山区胡枝子种群研究: 个体和构件生物量

通过对北京西部山区胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)种群个体和构件地上生物量进行系统研究。结果表明, 种群(总和)个体和各构件地上生物量积累与年龄的关系均可用方程式Y=axb表示。不同种群的植株个体和构件生物量有显著性不同(P<0.05), 在海拔910-1 100 m的山脊林缘的种群个体和构件地上生物量较其它种群大, 植株地上营养构件的生物量比率较小, 而繁殖构件生物量比率较大; 不适生境中的种群则反之。种群个体生长和各构件生物量动态与环境条件关系密切。构件生物量比率也随着年龄的增长而有所变化。叶生物量比率随年龄增加而减小; 枝构件生物量比率随年龄增加而增大; 繁殖构件的生物量比率随年龄增加先增后减。依据相关指数R2, 筛选各构件生物量估计的最优模型: 枝、枝叶生物量和地上生物量均为m(DW)= a(D2H1)b, 叶生物量和花果生物量均为m(DW)=a(D)b。     

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。     

Habitat and sex specific differences in the dioecious weed Acetosella vulgaris (Polygonaceae)

Abstract Patterns of resource allocation, numbers of reproductive structures and sex ratios of flowering populations of the dioecious weed Acetosella vulgaris (Fourr.) were examined in the Kosciuszko alpine region of Australia. Specifically, the sex‐specific response of ramets was compared between a disturbed alpine habitat, in which weeds such as A. vulgaris are common (disturbed roadside/path‐edge), and a native alpine habitat in which weeds appear to have a limited capacity to germinate, grow and reproduce (undisturbed tall alpine herbfield). The disturbed habitat was generally more favourable for growth of A. vulgaris. Ramets of both sexes had greater total and vegetative biomass than ramets in native habitats. Although reproductive biomass was also greater in disturbed habitats, females had less reproductive biomass than males, which was not as predicted. Reproductive effort was not affected by habitat or gender. The disturbed habitat also favoured increased numbers of inflorescences per ramet and flowers per ramet, as expected. Whereas the gender of the ramet also influenced numbers of reproductive structures, again, this was not as predicted. Females had more flowers per ramet and more flowers per inflorescence than males. This may be because of factors associated with wind pollination. Females were taller in native habitats but there was no difference between the sexes in disturbed habitats. Sex ratios varied from all male populations to nearly all female populations among the 25 sites sampled irrespective of habitat. Factors such as time since last disturbance may have contributed to variation in the sex ratios of alpine populations of A. vulgaris in Australia.     

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。     

岩白菜（虎耳草科）不同海拔居群的繁殖分配

资源分配策略是植物生活史研究的重要内容之一,植物用于繁殖的相对资源比例（即繁殖分配）与植株的生活史特征、个体大小及植株的生境密切相关。本文研究了藏东南色季拉山一个阴坡上海拔4200m～4640m范围内6个不同居群的虎耳草科多年生草本植物岩白菜（Bergenia purpurascens）的繁殖分配特征,结果发现：（1）繁殖器官生物量、营养器官生物量、地上部分总生物量、花数目、花序轴长度均随海拔的升高而显著降低,而叶数目随海拔变化不大,繁殖分配值则先降低后升高,转折点在林线过渡带（海拔4400m）处;（2）各居群（海拔4300m居群除外）营养器官生物量与繁殖器官生物量均显著正相关,而营养器官生物量与繁殖分配则负相关,但各居群的显著性不同;（3）各居群繁殖器官生物量与植株个体大小（营养器官生物量）呈不同程度的异速增长,而繁殖分配则与植株个体大小负相关;（4）各居群植株都存在一个繁殖所需的个体大小阈值,而且这一阈值在林线以下区域随海拔的升高而显著增大,在林线以上区域变化不显著。研究结果表明,海拔并不是影响岩白菜繁殖分配策略的唯一生态因子,不同居群的生境状况和植株个体大小都与其资源分配策略密切相关,高山地区林线的存在对植物资源的权衡方式会产生巨大影响。     

Altitudinal Variations in Reproductive Allocation of Bergenia purpurascens (Saxifragaceae)

The strategy of resource allocation between vegetative and reproductive functions, quantitative relationship between size and reproductive output are central aspects of plant life history. To test the tactics of resource allocation and its altitudinal trend, we examined the reproductive allocation (RA) of Bergenia purpurascens (Saxifragaceae), in six populations along a shady slope in Sejila Mountain of southeast Tibet, at an altitude gradient from 4 200 m to 4 640 m. Our results showed that (1) with increasing altitude, vegetative biomass, reproductive biomass, total aboveground biomass, flower number per plant and length of flower stalk decreased significantly, but the number of leaves did not change greatly. However, the change of RA did not show a monotonic trend when altitude increased, shifting from significantly decreasing below the tree line to slightly increasing above it; (2) vegetative biomass was positively correlated with reproductive biomass, but negatively correlated with RA in all populations, but the level of significance was different among the populations; (3) RA decreased with individual size in all populations, whereas the relationship between absolute resource allocated to reproduction and individual size was allometric; (4) reproductive allometry and a size threshold for reproduction did exist in this alpine perennial, but the obvious altitudinal trend was only found along the populations below the tree line, not above it. We then concluded the altitude could not fully explain the change of resource allocation strategy of this alpine perennial, and different effects of size and habitat on RA may result from various environmental constraints along the altitudinal gradient or genetic background. Therefore, each individual within a population will follow its own developmental trajectory shaped by its genotype and the habitats. The most innovative finding was plant adaptation and resource trade off might be sharply altered at the tree line, which is a sensitive area in alpine mountains. Further investigations are needed to better understand the relationship between the reproductive allocation and changing environmental conditions.