松嫩草地植物群落物种多度–分布关系及其解释

物种多度–分布关系是生物多样性科学的关键问题之一,但目前对其解释尚未有统一的观点,生态幅假说和集合种群动态理论是其中两个有代表性的假说。作者以松嫩平原羊草(Leymus chinensis)草甸的代表性群落羊草–杂类草群落斑块为研究对象,分别于2007年和2008年调查了其植物生长型组成和斑块距离,来检验上述两个假说对物种多度–分布关系的解释能力。作者提出以生长型适应指数(growth-form adaption index,GAI)作为生态幅的衡量指标,以最小斑块距离来反映植物的扩散和定居过程。结果表明:在生境尺度上,物种的多度和分布成显著正相关,且多度–分布关系在年际间相对稳定。物种的多度和分布均与植物生长型密切相关,分布广、多度高的物种以根茎型、直立型或分枝型为主,分布窄、多度低的物种以莲座型或刷状根型为主。GAI与物种的多度和分布均成显著线性正相关,少数物种的分布广,多数物种的分布窄,直接支持了生态幅假说。最近斑块距离与物种的多度和分布均成显著幂函数负相关,而群落相似性与斑块距离无显著相关性,因此本结果并未直接支持集合种群动态理论,但扩散过程可能是影响羊草草甸植物群落种多度–分布关系的重要潜在机制之一。     

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     

松嫩平原全叶马兰种群无性系分株的建成及其年龄结构

全叶马兰(Kalimeris integrifolia Turcz.)为根蘖型多年生草本菊科植物.在生长季后期,新生肉质细根向地表生长形成根蘖芽.根蘖芽成株后形成主根.经过对大量样本观察,创建了按形态特征对根蘖型草本植物种群无性系分株和芽的年龄划分方法,以及对主根生活年限的估计方法.分株年龄是按主根芽再生的次数划分,新根蘖芽成株为1 a,1 a分株死亡后从主根再萌生的分株为2 a,2 a分株死亡后从主根再萌生的分株为3 a.新根蘖芽为0 a芽,其它龄级与分株的龄级相一致,即1 a分株主根芽为1 a芽,2 a分株主根芽为2 a芽.在松嫩平原割草草场,全叶马兰种群由3个龄级无性系分株组成,呈稳定型年龄结构.分株主根的生活年限最多为4年.分株的生产力种群水平以2 a最高,个体水平则以1 a最低,并随着龄级的增加呈增长趋势.其中,在生长季初期以3 a分株的生产力最高,进入中期以后则1 a分株的相对生长速率最大.用秋末新生根蘖数量和现时种群数量可以较准确预报翌年种群数量和年龄结构.芽库中潜在种群数量是现时种群数量的2倍以上,但不意味着种群将发生疯长,而是为替补所做的充分准备.     

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。     

松嫩平原碱化草甸星星草种群分蘖株延长生殖生长的表型可塑性调节

在松嫩平原碱化草甸,采用大样本随机取样的方法,研究了不同时间到达抽穗初期、抽穗期、开花期和乳熟期的星星草种群生殖分蘖株数量性状的可塑性及其调节规律.结果表明：除在开花期存在一定的波动外,在每5 d的时间里,随着生殖生长时间的延长, 星星草种群在抽穗初期、抽穗期和乳熟期的生殖分蘖株高、分蘖株生物量、花序长和花序生物量均依次显著增加.各生育期的星星草种群生殖分蘖株高与花序生物量呈显著正相关,而与生殖分配呈显著负相关.随着生殖生长时间的延长,抽穗初期、开花期和乳熟期的星星草花序生物量随着分蘖株高增加,其幂函数的增长速率均呈增大趋势.生殖生长时间延长10 d,其抽穗初期和抽穗期的生殖分配直线下降速率分别降低了43.2%和44.31%;延长5 d,乳熟期的下降速率降低了130%.表明星星草种群分蘖株生殖生长的表型可塑性调节遵循着一定的规律.     

粤西乡土香根草光合生理生态特征日动态分析

在秋季对粤西乡土香根草的光合等生理特性日动态变化进行了测定.结果表明,香根草的净光合速率(P_n)日变化呈双峰型,蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)变化趋势与P_n相似,胞间CO₂浓度(C_i)变化方向则与其相反.P_n与光合有效辐射(PAR)、T_r与PAR、T_a和大气相对湿度(RH)的相关程度都达到了极显著水平(P＜0.01),G_s则与空气温度(T_a)相关程度达到了显著水平(P＜0.05).同一环境因子对P_n、T_r和G_s的影响程度不同,其中PAR是影响香根草光合作用最为强烈的环境因子.T_r是受环境因子控制最为显著的生理参数.     

松嫩草原水淹恢复演替过程中羊草无性系种群构件的物质生产与贮藏

在松嫩平原羊草草甸,对水淹恢复演替过程中半径为0.5、1、3、和10 m的羊草无性系种群斑块分蘖株的物质生产和根茎的物质贮藏进行了研究.结果表明,0.5、1、3、 m斑块各圈和10 m中间及边缘根茎的物质贮藏以1龄级、不同斑块各圈分蘖株的物质生产以1、2龄级对种群的贡献最大,其物质贮藏和生产所占比例均逐圈增加.整体上,年轻龄级分蘖株和根茎具有旺盛的物质生产力和贮藏力.无性系斑块由中心至外围的物质生产和贮藏规律与斑块扩展趋势具有一致性.0.5～10 m斑块分蘖株物质生产力和根茎贮藏力的变异以最外圈最大.在水淹羊草草甸的恢复过程中,不同大小羊草无性系斑块种群构件的物质生产和贮藏策略为种群不断扩展和群落进展演替奠定了物质基础.     

松嫩平原人工草地野大麦无性系构件的生物量结构及生产规律

野大麦属短根茎丛生型禾草,是典型的无性系植物．在松嫩平原生长季末期。野大麦无性系分株由抽茎的分蘖株和莲座状分蘖苗组成．按照分蘖节营养繁殖世代的龄级划分方法,建植2年人工草地野大麦无性系的分蘖株由3个龄级组成,分蘖苗由4个龄级组成,其生物量均呈增长型的龄级结构．在野大麦无性系的物质生产中,无论是分蘖株,还是分蘖苗,均以1龄级的单蘖生产力最高,并随着龄级的增高呈不同程度的下降．丛径是衡量野大麦无性系空间大小的重要数量指标．分株数量是衡量野大麦无性系生长的重要数量指标．经统计分析,野大麦无性系的分蘖株生物量、分蘖苗生物量、根茎生物量、总生物量分别与丛径和总分株数量之间均有极密切的正相关关系,其相关程度最佳的均为幂函数,其相关性均达到极显著水平(P<0．01)．这些相同的函数变化表明,随无性系的空间扩展和数量增长,各构件具有相同的物质生产与积累规律．     

放牧干扰和种内竞争对伊犁河谷黑鳞顶冰花种群空间分布格局的影响

植物种群格局分析已有大量研究,但是大多数研究都是从格局推测过程,而很少根据已知的生态过程来检验格局。以新疆伊犁河谷分布的黑鳞顶冰花为研究对象,在放牧干扰和无放牧干扰地点分别建立了8个重复样地(样地面积2 m×2 m),分析放牧干扰和种内竞争两种生态过程对黑鳞顶冰花种群空间分布格局的影响。两个地点共测量了4677株,其中放牧地点819株,未放牧地点3858株。在放牧干扰下,8个样地的黑鳞顶冰花均在小尺度(r < 2 cm)上表现为随机分布,在大尺度(r > 2 cm)上表现为聚集分布,主要与放牧践踏形成的生境异质性有关;在无牧条件下,8个样地黑鳞顶冰花种群均在小尺度上表现出显著的均匀分布特征,在较大尺度则显示为随机分布特征,前者主要与种内资源竞争过程有关,后者主要与生境均质化有关。无论在无牧还是放牧干扰下,黑鳞顶冰花种群最大聚集规模与种群密度之间均存在显著的负相关关系。放牧干扰下各样地种群最大聚集规模介于20.26-168.71 cm²之间,平均值54.61 cm²,明显高于无牧条件的8.26 cm²。放牧干扰和种内竞争两种生态过程产生了明确且不同的空间分布格局,放牧导致黑鳞顶冰花个体出现更大程度的空间聚集,突出显示出干扰在种群空间分布格局形成中的重要性。