食块茎水鸟及水位对沙湖沉水植物冬芽分布的影响

分别于2012—2013、2013—2014年度越冬期候鸟越冬前(10月份)与越冬后(4月份)采用样方法调查沙湖沉水植物冬芽的种类、密度及生物量,分析不同水位条件的2个年度鄱阳湖碟形子湖沉水植物冬芽的分布及其对食块茎水鸟食物贡献的差异性,探讨越冬水鸟取食与水位变化对沉水植物冬芽分布的影响。结果表明:刺苦草(Vallisneria spinulosa)和罗氏轮叶黑藻(Hydrilla verticillata var.rosburghii)2种沉水植物的冬芽同域分布。2013年10月2种植物冬芽的密度与生物量均显著低于2012年同期,主要原因是鄱阳湖水位年际间变化剧烈,并对水质有显著影响:与2012年相比,2013年丰水期(4—9月)沙湖与主湖区连通的时间和日平均水深显著减小,但水体浊度显著增加,不利于沉水植物生长发育。2012—2013年度越冬水鸟迁出后2种冬芽的密度和生物量均明显下降,而2013—2014年度越冬期水鸟迁出后与迁入前相比两种植物冬芽的密度和生物量均无显著变化,很可能与食块茎水鸟的取食活动和高水位对食物可利用性的负面影响有密切关系。湖泊剧烈的水位变化导致越冬水鸟的食源具有年际波动的特征,而食块茎水鸟对鄱阳湖子湖的食物利用率受越冬季冬芽丰富度和食物可及性(accessibility)的共同影响。研究结果对鄱阳湖乃至长江中下游流域沉水植被恢复、越冬水鸟保护以及生态系统功能评估具有指导意义。     

植物种群自疏过程中构件生物量与密度的关系

不论是在对植物种群自疏规律还是在对能量守衡法则的研究中,个体大小(M)大多针对植物地上部分生物量,地下部分和构件生物量及其动态十分重要又多被忽视。以1年生植物荞麦为材料研究了自疏种群地下部分生物量、包括地下部分的个体总生物量以及各构件生物量与密度的关系。结果表明:平均地上生物量和个体总生物量与密度的异速关系指数(γabove-ground和γindividual)分别为-1.293和-1.253,与-4/3无显著性差异(P>0.05),为-4/3自疏法则提供了有力证据;平均根生物量-密度异速指数γroot(-1.128)与-1无显著性差异(P>0.05),与最终产量恒定法则一致;平均茎生物量-密度异速指数γstem(-1.263)接近-4/3(P>0.05),平均叶生物量-密度异速指数γleaf(-1.524)接近-3/2(P>0.05),分别符合-4/3自疏法则与-3/2自疏法则;而繁殖生物量与密度的异速关系指数γreproductive(-2.005)显著小于-3/2、-4/3或-1(P<0.001)。因此,不存在一个对植物不同构件普适的生物量-密度之间的关系。光合产物在地上和地下构件的生物量分配格局以及构件生物量与地上生物量之间特异的异速生长关系导致不同构件具有不同的自疏指数。无论对于地上生物量还是个体总生物量,荞麦种群能量均守衡,而对于地下生物量,荞麦种群能量不守衡。     

克隆植物对异质生境的适应对策研究进展

生境异质性是自然生态系统的基本特征,植物生长的必需资源和环境胁迫因子均存在着复杂的时间和空间异质性。克隆植物是指在自然条件下具有克隆特性的植物,即可通过与母株相连的芽、根茎、分蘖或枝条等繁殖体产生无性繁殖的植物,这些繁殖体一旦定居便可成为潜在的独立个体。克隆植物具有独特的生境适应策略(如形态可塑性、克隆整合、克隆分工、觅食行为、风险分摊等),面对异质性的生境条件,它可以通过调整自身的生理和形态结构来适应异质生境。目前,对于克隆植物在异质生境适应行为的研究已有很多报道,然而系统性的归纳和总结尚有欠缺。综述了克隆植物在不同资源异质生境(光照、养分、水分)和不同胁迫生境(盐碱胁迫、风沙胁迫、重金属胁迫)下独特的适应对策。最后,针对克隆植物对异质生境的适应对策,进行了总结并对未来的重点研究方向提出建议：(1)时间异质性尺度上的考量;(2)异质性生境中生物因子的调控作用;(3)克隆植物入侵机制;(4)克隆植物在生态修复中的应用潜力。     

密度制约决定的植物生物量分配格局

基于自然环境下红葱(Allium cepa var.proliferum)个体各器官生物量积累动态、生物量分配比例动态、生物量比率动态和形态性状对不同种群密度(36、49、64、121和225株·m-2)响应的模拟实验,分析了密度制约对其生物量分配格局的影响。结果表明:红葱地上部分、叶和鞘的生物量分配比例均随密度的增加而增加,地下部分和鳞茎的分配比例随密度的增加而下降,而根的分配比例未随密度发生显著变化。除根:叶、根:地上比在密度处理间无显著差异外,各器官间生物量比率均表现出明显的密度依赖性。随着个体的生长,根:鞘、根:叶、根:地上比逐渐减小,鳞茎:叶、鳞茎:鞘、鳞茎:地上比先减小后增加,而地上:地下比先增加后减小。比叶面积与密度呈显著正相关(P<0.01),叶面积和根长与密度呈显著负相关(P<0.05),而比根长不受密度的影响。由此可见,种内竞争水平会对植物体内的资源分配产生较大影响;植物生物量分配格局响应不同密度具有可塑性,随着密度的增加,红葱个体会增加地上营养器官的生物量分配,并以减小地下无性繁殖器官的生物量分配为代价。最优化分配理论仅在无竞争存在的情况下适用,当竞争发生时,种群密度及其制约性调节是决定...     

红葱种群地上和地下构件的密度制约调节

虽然个体大小和密度的关系是植物生态学研究的中心问题, 但是大多数基础研究只观测植株地上部分的生物量, 即地上部分大小-密度关系, 而对于地下构件大小-密度关系的研究十分薄弱。因为植物个体的生长是构件变化的过程, 所以个体大小和密度的关系不仅表现为种群水平和个体水平, 也表现为构件水平。该文研究了5个密度(36、49、64、121和225株·m^-2)的红葱(Allium cepa var. proliferum)种群地下构件密度制约调节规律及其与地上构件密度制约调节规律的关系, 地下部分和全株(包括地上部分和地下部分)的密度制约调节规律, 及二者与地上部分密度制约调节规律的关系。结果表明: (1)不同密度环境下, 植物的表型可以通过各器官形态的可塑性反应发生调整; 植株地下构件和地上构件的各个特征(株高、叶片长、叶片数、鳞茎直径、分蘖重)均与密度呈显著的线性相关关系; (2)平均根、鳞茎、叶片和鞘生物量均与密度呈显著的幂函数负相关关系, 但异速指数不同: 鳞茎(-1.14)<叶片(-1.03)<根(-0.78)<鞘(-0.49), 表明地下构件的大小和地上构件的大小随密度的变化不一致; (3)平均地下、地上和个体生物量均与种群密度呈显著的幂函数负相关关系, 但异速指数不同, 分别为: -1.13、-0.95和-0.98, 表明地上部分大小和全株大小随种群密度的变化基本一致, 但与地下部分大小的变化不一致。总之, 密度制约对植株地下构件的调节作用大于地上构件, 对地下部分的调节作用大于地上部分, 红葱种群对地下资源的竞争占主导地位。     

异质生境中水生植物表型可塑性的研究进展

水生植物是一类以草本植物为主、与水紧密相关的生态类群, 大多数具有克隆性。面对水环境的变化, 水生植物在形态、行为和生理上表现出多样化的表型可塑性, 对异质生境具有很强的适应能力。表型可塑性研究已在陆生植物的多个类群展开, 然而目前对异质生境下水生植物的生态适应对策, 尤其是表型可塑性的研究尚重视不够。本文在阐明克隆植物表型可塑性主要实现方式及其关系、水生环境异质性及其特点的基础上, 重点从形态可塑性、觅食行为、克隆整合、克隆分工和风险分摊等5个方面讨论了水生植物如何通过表型可塑性适应异质性水生环境。在今后的水生植物表型可塑性研究中, 建议着重探讨以下问题: (1)表型可塑性的变化规律及机理; (2)克隆整合对群落和生态系统的影响; (3)克隆整合与克隆片段化的权衡; (4)不同克隆构型的表型可塑性及其内在机制; (5)表型可塑性的适应性进化; (6)水生植物与其他类群/营养级物种的关系; (7)水生生态系统对全球变化的响应。     

气候变化对野生植物的影响及保护对策

以温室气体浓度持续上升、全球气候变暖为主要特征的全球气候变化对野生植物及生物多样性造成的潜在影响, 已经引起了国际学者的高度关注。本文总结了全球气候变化的现状与未来趋势, 概述了中国野生植物的保护及管理现状, 从不同侧面综述了国内外关于全球气候变暖对野生植物影响的研究进展和动态, 包括气候带北移、两极冰山退缩、高海拔山地变暖、海平面上升、早春温度提前升高、荒漠草原土壤增温、旱涝急转弯等对野生植物造成的影响以及气候变暖对种间关系和敏感植物类群的影响, 并从气候变化背景下全球生态系统敏感度、植物多样性、物种迁移与气候槽(sink areas)、物种适应与灭绝以及物候节律5个方面分析了未来全球变暖影响野生植物的总体趋势。在以后的野生植物保护与管理中, 应确定全球气候变化的植物多样性敏感区, 重点关注对气候变化敏感的植物类群以及气候要素改变植物-动物互作关系中的野生植物, 自然保护区的建设要重点考虑全球气候变化的影响, 通过在全球范围内对野生植物分布和种群变化进行长期、系统的追踪监测, 建立有效的数据库, 发展野生植物迁地保护的保育技术及信息网络, 发展有关野生植物对全球气候变化响应的量化指标及相应的模型。最后提出应将全球气候变化下野生植物保护与管理列入相关基金会的研究重点。