青藏高原特有植物露蕊乌头（毛茛科）从冰期避难所扩张后繁殖资源分配的变化

物种分布范围的形成是进化生态学研究的基本问题之一。但植物的资源分配策略是否与物种边界形成有关一直没有相关研究。青藏高原特有植物露蕊乌头在末次最大冰期时有4个避难所,但冰期后只有一个避难所的种群发生了扩张并最终形成了现代分布格局。以露蕊乌头的避难所种群（同仁种群）和扩张后邻近分布区边缘的两个种群（兴海种群和海北种群）为研究对象,通过比较避难所种群和边缘种群的资源分配方式,探讨露蕊乌头的资源分配与该植物分布区及边界形成的关系。结果发现：1）兴海和海北种群的营养结构（包括根、植株高度和茎叶生物量）均显著低于同仁种群．海北种群的繁殖结构（花数量和花生物量）显著低于同仁和兴海种群,但海北和兴海的繁殖分配均显著高于同仁种群;2）3个种群的繁殖资源与个体大小呈现显著的正相关关系,投入到繁殖资源的比例（繁殖分配）与个体大小呈显著的负相关关系。对露蕊乌头的研究结果一方面进一步证明了个体大小依赖的繁殖分配,但不符合“植物开始繁殖必须达到一定的大小（阈值）”这一结论,这可能与露蕊乌头的生活史特征有关：而另一方面,露蕊乌头在扩张过程中逐渐增加了对繁殖资源投资的比例,说明胁迫生境中有性繁殖对该植物具有更为重要的意义,且露蕊乌头在扩张过程中可能逐渐实现繁殖产出最大化,并可能在边缘种群实现最优繁殖分配进而最终形成该物种分布区的边界,但这一结论仍需在更多的植物类群中验证。     

青藏高原特有植物露蕊乌头 (毛茛科) 从冰期避难所扩张后繁殖资源分配的变化

物种分布范围的形成是进化生态学研究的基本问题之一,但植物的资源分配策略是否与物种边界形成有关一直没有相关研究。青藏高原特有植物露蕊乌头在末次最大冰期时有4个避难所,但冰期后只有一个避难所的种群发生了扩张并最终形成了现代分布格局。以露蕊乌头的避难所种群（同仁种群）和扩张后邻近分布区边缘的两个种群（兴海种群和海北种群）为研究对象,通过比较避难所种群和边缘种群的资源分配方式,探讨露蕊乌头的资源分配与该植物分布区及边界形成的关系。结果发现：1）兴海和海北种群的营养结构（包括根、植株高度和茎叶生物量）均显著低于同仁种群,海北种群的繁殖结构（花数量和花生物量）显著低于同仁和兴海种群,但海北和兴海的繁殖分配均显著高于同仁种群;2）3个种群的繁殖资源与个体大小呈现显著的正相关关系,投入到繁殖资源的比例（繁殖分配）与个体大小呈显著的负相关关系。对露蕊乌头的研究结果一方面进一步证明了个体大小依赖的繁殖分配,但不符合“植物开始繁殖必须达到一定的大小（阈值）”这一结论,这可能与露蕊乌头的生活史特征有关;而另一方面,露蕊乌头在扩张过程中逐渐增加了对繁殖资源投资的比例,说明胁迫生境中有性繁殖对该植物具有更为重要的意义,且露蕊乌头在扩张过程中可能逐渐实现繁殖产出最大化,并可能在边缘种群实现最优繁殖分配进而最终形成该物种分布区的边界,但这一结论仍需在更多的植物类群中验证。     

露蕊乌头(毛茛科)不同海拔居群的传粉生态学

对青藏高原东北部两个不同海拔地点（互助,2460m和海北,3200m）的露蕊乌头Aconitum gymnandrum的传粉生态学进行了比较研究。研究结果表明高海拔居群的单花花期、雄性期持续时间、雌性期持续时间比低海拔长。露蕊乌头不存在无融合生殖现象,尽管高度自交亲和,但产生种子必须依赖传粉媒介。熊蜂是露蕊乌头的主要传粉昆虫,两个居群均存在传粉限制。熊蜂取食花蜜为主,在同一个花序上的访问顺序以由下向上为主,但在互助居群和海北居群有3．9％和2．7％的访花是由上向下进行的。统计发现有37．7％和29．3％的访问行为发生在同一植株内;因此,同株异花传粉造成的自交在露蕊乌头中仍然不能避免。低海拔居群的熊蜂种类和访花频率均高于高海拔居群,但自然状态下两个居群的结实率并没有显著差异。高海拔露蕊乌头居群可能具有较长的柱头持续时间,从而补偿了由于访花频率低带来的结实率降低。     

关于露蕊乌头系统位置的植化资料

从露蕊乌头全草中分离及鉴定出4种二萜生物碱： talatizamine, 14-acetyltalatizamine,condelphine 及 isotalatizamine。根据现有的植化资料,其系统位置似更接近于林地乌头及塔拉斯乌头。     

露蕊乌头花性状的表型选择

为解释植物的花性状的进化机制,分析选择作用的强度和方向是必须的方法之一。采取表型操控实验和表型选择分析,通过人为增加露蕊乌头侧萼片开度,本文揭示了露蕊乌头花性状与适合度的关系,探究了花性状的表型选择作用。结果发现,增加侧萼片开度后,传粉者首访的频率及访花的总次数降低,但对单花种子产量没有影响;露蕊乌头的株高、花数目、盔高及侧萼片宽度均受到总选择作用,而花数目和株高的选择梯度显著,受到了直接选择作用;而花数目则受到稳定选择,即中等开花数目具有更高的种子产量。以上结果表明,侧萼片宽度是露蕊乌头吸引传粉者的主要特征,而花序越高、花数目适中的植株,种子产量也越多。     

雌雄异熟植物露蕊乌头开花时间对雌雄功能期及表型性别的影响

开花时间决定了植物雌雄功能的交配机会, 最终影响繁殖成功。交配环境假说认为雌雄异熟植物开花时间的差异能引起植物表型性别的变异, 改变种群内的交配环境, 影响植物对雌雄功能的最佳性分配。为了研究开花时间对雌雄异熟植物的雌雄性别时期及表型性别的影响, 本文以毛茛科雄性先熟植物露蕊乌头(Aconitum gymnandrum)为实验材料, 记录了雄性和雌性功能期, 分析了植株开花时间、花的雌雄功能期和表型性别的关系。结果表明: 在植物同一花序内, 较晚开放的花有更长的雄性期和更短的雌性期, 性分配在时间上偏雄。雌雄功能期在时间上的相对分配随植物开花时间的变化表现出相似的趋势： 较晚开的花或较晚开花的个体, 花的雄性功能期相对于雌性功能期更长, 在时间上更偏向雄性功能。而且, 开花时间的差异影响种群内花的性比和植物个体的表型性别动态。随着开花时间由早到晚的变化, 种群内早期以雄花为主,末期以雌花为主, 种群内性别环境由偏雄向偏雌变化, 因此植株个体的平均表型性别则从偏雌转向偏雄。本文结果支持交配环境假说, 雄性先熟的露蕊乌头开花早期, 种群内花的性别比偏雄, 种群表型性别环境偏雄, 因而植物个体平均表型性别偏雌, 性别分配(即时间分配)偏向雌性功能, 而晚开花个体的平均性别偏雄, 更偏向雄性功能的分配。     

中华山蓼不同海拔居群的繁殖分配研究

研究了具有克隆繁殖和雌雄异株繁育特性的中华山蓼Oxyria sinensis Hemsl.在5个不同海拔居群的繁殖分配.结果表明:(1)雄株高度和茎叶总生物量仪在海拔2780 m的居群显著高于雌株,在另外4个居群与雌株高度和茎叶总生物量均不存在显著差异:雄株地上部分总生物量在海拔较高的3个届群显著高于雌株的地上部分总生物量;雄株的花生物量和繁殖分配在海拔1978 m的居群与雌株没有显著差异,但在另外4个居群均显著高于雌株,表明在海拔较高的地区,中华山蓼增加了对雄性植株的资源配置,可能是对海拔较高地区不可预见性降雨和降低昆虫访花频率的适应.(2)雌雄株高度、地上部分总生物量和茎叶生物量以及雌株的花生物量和繁殖分配随海拔升高表现出降低的趋势,但雄花的生物量和繁殖分配随海拔升高显著增加,进一步证明中华山蓼在海拔较高地区的居群增加了对雄性资源的投资.(3)雄雌株繁殖分配受个体大小制约(个体大小依赖性),但并不支持"植物开始繁殖必须达到一定的大小(阈值)"的观点.这可能因为中华山蓼具有较强的无性繁殖能力,而同一植株上不同分株间能通过地下根状茎达到资源共享,因此中华山蓼分株的开花繁殖不需要达到一定的大小.     

青藏高原东缘禾叶风毛菊的繁殖分配与海拔的相关性

通过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高度的禾叶风毛菊的繁殖分配的特征进行研究。结果表明：（1）随着海拔的升高,禾叶风毛菊的个体大小、营养器官生物量、繁殖器官生物量、个体管状小花数目、雄蕊质量均与海拔呈负相关关系（P<0.01）;繁殖分配、管状小花生物量、雌蕊质量均与海拔呈正相关关系（P<0.01）;（2）繁殖分配是依赖个体大小的,个体越大,繁殖分配越小（P<0.01）;（3）禾叶风毛菊个体管状小花的数目及重量（P<0.05）、雌雄蕊重量（P<0.05）之间存在权衡关系。由此推论：（1）海拔作为外界因子对禾叶风毛菊花期各生物量及繁殖分配有显著的影响,但海拔并不是影响禾叶风毛菊繁殖分配唯一生态因子,植株个体大小也与其繁殖分配策略密切相关;（2）禾叶风毛菊的垂直分布的特征很有可能就是海拔通过影响植株个体大小变化来完成的。     

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。     

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。     

紫翅猪毛菜、钠猪毛菜不同个体大小繁殖分配差异及随海拔的变化

以新疆准噶尔盆地藜科猪毛菜属植物紫翅猪毛菜(Salsola affinis C.A.Mey)、钠猪毛菜(Salsola nitraria Pall)为研究对象,用繁殖分配比例的方法对比分析了两种猪毛菜不同海拔同一种群内不同个体大小繁殖分配的特点,并用异速生长模型分析了不同海拔繁殖生物量与营养生物量之间分配与个体大小的依赖关系。结果发现:1)不同海拔繁殖生物量(R)与营养生物量(V)呈不同程度的异速生长。紫翅猪毛菜随海拔的升高R-V的异速生长斜率显著升高,截距随海拔的升高没有显著增加;而钠猪毛菜的斜率随海拔升高显著降低,截距则显著升高。2)紫翅猪毛菜在较低海拔个体大小与繁殖分配呈负相关,在较高海拔呈正相关;钠猪毛菜在较低海拔个体大小与繁殖分配呈正相关,在较高海拔呈负相关;两种猪毛菜繁殖分配的适应对策相反。3)将同一种群个体大小分成大、中、小3种类型,多重比较发现紫翅猪毛菜在较低海拔,中小个体的繁殖分配显著高于大个体的繁殖分配;在较高海拔,大个体的繁殖分配显著高于中小个体的繁殖分配。钠猪毛菜在较低海拔,大个体的繁殖分配显著高于中、小个体的繁殖分配;在较高海拔,小个体的繁殖分配显著高于大、中个体的繁殖分配。综合分析认为:两个物种随海拔变化产生不同的繁殖分配策略,除遗传效应外,环境和个体大小对钠猪毛菜繁殖分配的变化均产生重要影响,而紫翅猪毛菜繁殖分配的变化主要由海拔差异导致。由于微生境对同一种群的个体大小产生影响,进而产生不同的繁殖分配模式,所以在干旱区更应重视个体大小对繁殖分配的影响。     

海拔对青藏高原东部毛茛科植物繁殖特征和资源分配的影响

通过野外采样对青藏高原东部高寒草甸上两个海拔间3种常见毛茛科植物条裂银莲花(Anemone trullifo-liavar.linearis)、粗距翠雀花(Delphinium pachycentrumHemsl.)和钝裂银莲花(Anemone obtusiloba)的繁殖性状和资源分配进行了研究,并对植物在极端环境下采取的繁殖策略及繁殖模式进行了探讨.结果显示:(1)3个物种的株高都随着海拔的升高而降低;同一物种的花大小在不同海拔间均无显著差异;条裂银莲花单个种子重随海拔的升高而增加,但虫食数/株、结籽率和种子数/株均随着海拔的升高而减少;钝裂银莲花的繁殖分配、虫食数/株、种子数/株和单个种子重均随着海拔的升高而减小.(2)不同海拔条裂银莲花的个体大小与单花重、雄蕊重、虫食数/株均呈显著正相关,且回归斜率在海拔间有显著差异.粗距翠雀花花期的雄蕊重与个体大小呈显著正相关,但这种异速关系不受海拔和个体大小的影响;钝裂银莲花的个体大小与花期的所有繁殖特征以及果期的种子重/果实均呈显著正相关,不同海拔间个体大小与种子重/果实的斜率差异显著,且与花期各繁殖性状异速关系的截距差异显著.研究表明海拔对植物的个体大小以及种群间的繁殖对策和繁殖成功率有着重要的影响.     

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。     

西藏高原硬叶柳叶片结构对寒旱环境的适应机制

为探究硬叶柳叶片结构对高寒高海拔环境的适应机制,以西藏那曲嘉黎县硬叶柳叶片为试验材料,应用石蜡切片技术和植物显微技术,分析硬叶柳叶片结构对寒旱环境的适应特征。结果显示:(1)硬叶柳叶片为异面叶,叶片背面有表皮毛,叶片主叶脉在叶片下部凸起,呈现不规则半圆形;栅栏组织呈柱状紧密排列,有2～3层,海绵组织形状多为短柱状或者短球形,细胞间隙较大。(2)随着海拔的不断升高,硬叶柳叶片厚度从最低海拔(4 000 m)的40.4μm增加到最高海拔(4 700 m)的68.04μm,其中叶片下表皮厚度在海拔4 400 m～4 700 m之间呈显著增加的趋势,而上表皮厚度在4 000～4 400 m之间变化不显著;海绵组织和栅栏组织厚度变化分别在9.34～24.84μm、25.63～40.36μm之间,且随海拔梯度的升高海绵组织和栅栏组织的厚度均呈不显著的增加趋势。(3)硬叶柳叶片上表皮无气孔分布,下表皮散生着大量气孔,且气孔器小而密集,其密度为17.87～28.37个·mm~(-2),单位面积的气孔总周长为0.13～0.25 mm,但气孔密度和单位面积的气孔周长在海拔梯度上没有明显变化。研究表明,硬叶柳叶片主要通过增加叶片厚度来适应高海拔地区的寒旱环境。     

海拔梯度变化对黄缘蜾蠃筑巢结构及相关生物学特性的影响

黄缘蜾蠃(Anterhynchium flavomarginatum)是一种以鳞翅目幼虫为食的独栖性捕食昆虫,在生态系统中提供了重要的生物防治功能。2018—2019年,在广东车八岭国家级自然保护区通过人工巢穴收集了不同海拔梯度下(332—1007 m)该蜂的筑巢巢管,系统研究了黄缘蜾蠃的筑巢特征(巢管内径、巢室长度、巢室数量)以及该蜂的子代雌雄数和体型大小随海拔梯度的变化趋势。结果表明：海拔主要影响的是黄缘蜾蠃对巢管内径大小的选择,以及对前庭长度的分配,同时,黄缘蜾蠃对巢管内径的选择可以影响到后代性别比,这种策略主要体现在亲本对雌性子代的投资,而不是雄性子代。研究结果表明黄缘蜾蠃在不同海拔梯度下可根据外界环境压力调整其营巢和生殖策略,以提高种群对环境的适应性。     

A comparison of reproductive allocation and reproductive effort between semelparous and iteroparous fucoids (Fucales,Phaeophyta)

Reproductive allocation, the proportion of total dry weight allocated to receptacle tissue and reproductive effort, the proportion of reproductive carbon requirement contributed by receptacle photosynthesis, were measured in two fucoid algal species Fucus serratus and Himanthalia elongata at sites in NE Scotland. Reproductive development takes over ten months in H. elongata, a semelparous (single reproductive event) species, and reproductive allocation at receptacle maturity is over 98%. Following gamete release, the whole thallus dies. In contrast, reproductive development in F. serratus takes four months. Fucus serratus is iteroparous (capable of multiple reproductive events), reproductive allocation is 38.6% for the first reproductive event and 50.5% for the following year's event. In Fucus serratus, the receptacles appear to make a major contribution to their own carbon requirements after the first month of reproductive development. The receptacles of Himanthalia elongata contribute only a small proportion of the receptacle carbon requirements in the first four months of reproductive development, after which the contribution made through receptacle photosynthesis increases.     

Reproductive and brood cycles of Artemia persimilis Piccinelli & Prosdocimi from Colorada Chica Lake (Province of La Pampa,República Argentina), under laboratory conditions

The brood cycle in anostracans results from the overlapping of two successive reproductive cycles in the genital tract of females. While a clutch of oocytes begins to mature at the ovaries (ovarian period), the nauplii, cysts or unfertilised products of a previous clutch are developing in the ovisac or being released to the medium (oviduct-ovisac period). Models are proposed for the sequence of stages and their duration in a complete brood cycle under two treatments, i.e., females with males (1:1 ratio), and isolated virginal females of Artemia persimilis in laboratory conditions. The whole brood cycle in both treatments took 6 days, however, they differed in the duration of some stages. The differences are discussed and observations on amplexus are added.     

The impact of drainage maintenance strategies on the flora of a low gradient, drained Irish salmonid river

In 1990, the Central Fisheries Board initiated research on how drainage maintenance practices and strategies might be modified to enhance the salmonid carrying capacity of the affected water while maintaining an acceptable degree of conveyance. Much of the maintenance requirement was caused by dense in-channel weed beds impeding discharge and facilitating siltation. The impact of various maintenance regimes on the aquatic flora was examined in the course of pilot studies on channels of base width 3–9 m. The findings from one of these, the R. Tullamore Silver which chokes annually with Sparganium erectum L., are presented. Overdigging the centre of the channel and placement of spoil at the margins confined S. erectum to a narrow marginal zone and facilitated development of a submerged, open-water flora.