绢毛匍匐委陵菜与土壤有效磷的小尺度空间相关分析

许多学者认为植物空间分布是由在小尺度上起作用的某些土壤因子控制,但对克隆植物种群与土壤变量进行空间格局比较的研究相对较少。该研究主要探讨小尺度上克隆植物与土壤有效磷之间的空间相关性,特别是它们的相似性。土壤和植物样品取自北京东灵山的绢毛匍匐委陵菜(Potentilla reptans var. sericophylla)种群,样方大小为336 cm×96 cm;采用半方差函数和交互相关图来分析空间分布特征。结果表明,土壤有效磷含量空间分布的斑块性结构明显,空间自相关尺度为37.8 cm。绢毛匍匐委陵菜的各项测定指标与土壤有效磷的空间格局多数在75~110 cm尺度上显著负相关,在110~165 cm尺度上相关性不显著;分株数、叶数和匍匐茎生物量在小于50 cm尺度上以及根生物量在小于30 cm尺度上与土壤有效磷含量的空间格局显著正相关。资源共享和选择性放置克隆分株是绢毛匍匐委陵菜利用小尺度异质性土壤资源的重要生态对策。     

林下和林窗内绢毛匍匐委陵菜的克隆生长和克隆形态

 为了验证绢毛匍匐委陵菜(Potentilla reptans var. sericophylla)林窗和林下种群间的行为差异是完全由表型可塑性引起,还是局部分化的结果,将生长在北京东灵山油松（Pinus tabulaeformis）林林窗和林下的绢毛匍匐委陵菜,进行生境间的交互移植-重植野外生态实验。研究结果表明,实验植物的叶片长度、叶片宽度、叶柄长度和匍匐茎节间长度等克隆形态特征在两生境间无差异。两个来源的植株,其基株生物量、基株分株数和基株匍匐茎总长度等克隆生长特征在林下生境中都比在林窗生境中小,表现出显著的可塑性。所研究的克隆形态特征和克隆生长特征及其可塑性在不同生境来源的实验植物间没有差异。绢毛匍匐委陵菜克隆形态特征和克隆生长特征及其可塑性在林下和林窗生境间没有发生局部分化,林窗为其较适生境,克隆生长特征的可塑性对绢毛匍匐委陵菜利用生境异质性可能具有重要意义     

资源异质性环境中三种匍匐茎草本植物克隆内资源共享和分株功能特化(英文)

研究了 3种来自中国北方林下、草地和碱化草甸匍匐茎型克隆草本植物绢毛匍匐委陵菜 (PotentillareptansL .var.sericophyllaFranch .)、鹅绒委陵菜 (P .anserinaL .)和金戴戴 (Halerpestesruthenica (Jacq .)Qvcz .)对由高光照低养分斑块和低光照高养分斑块组成的资源交互斑块性生境的适应性对策。当生长于高光照低养分条件下分株(HL分株 )与生长于低光照高养分条件下分株 (LH分株 )之间的匍匐茎连接时 ,3种克隆植物HL分株、LH分株以及整个分株对系统 (HL分株 LH分株 )的生物量均得到显著提高。同时 ,LH分株根冠比显著增加 ,而HL分株根冠比显著下降。这表明 ,当互连分株置于由低光照高养分斑块和高光照低养分斑块组成的异质性环境中时 ,3种植物克隆分株均发生了环境诱导的功能特化。克隆内资源共享以及克隆内不同分株的功能特化有利于整个分株系统对局部丰富资源的获取 ,从而能够缓解资源交互斑块性生境对克隆植物的不利影响     

资源异质性环境中三种匍匐茎草本植物克隆内资源共享和分株功能特化

研究了3种来自中国北方林下、草地和碱化草甸匍匐茎型克隆草本植物绢毛匍匐委陵菜 (Potentilla reptans L. var. sericophylla Franch.)、鹅绒委陵菜 (P. anserina L.) 和金戴戴 (Halerpestes ruthenica (Jacq.) Qvcz.) 对由高光照低养分斑块和低光照高养分斑块组成的资源交互斑块性生境的适应性对策.当生长于高光照低养分条件下分株 (HL分株) 与生长于低光照高养分条件下分株 (LH分株) 之间的匍匐茎连接时, 3种克隆植物HL分株、LH分株以及整个分株对系统 (HL分株 + LH分株) 的生物量均得到显著提高.同时, LH分株根冠比显著增加, 而HL分株根冠比显著下降.这表明, 当互连分株置于由低光照高养分斑块和高光照低养分斑块组成的异质性环境中时, 3种植物克隆分株均发生了环境诱导的功能特化.克隆内资源共享以及克隆内不同分株的功能特化有利于整个分株系统对局部丰富资源的获取, 从而能够缓解资源交互斑块性生境对克隆植物的不利影响.     

资源异质性环境中三种葡匐茎草本植物克隆内资源共享和分株功能特化

研究了3种来自中国北方林下、草地和碱化草甸匍匐茎型克隆草本植物绢毛匍匐委陵菜（Potentilla reptans L.var.sericophylla Franch.)、鹅绒委陵菜（P.anserina L.)和金戴戴（Halerpestes ruthenica (Jacq.)Qvcz.)对由高光照低养分斑块和低光照高养分斑块组成的资源交互斑块性生境的适应性对策。当生长于高照低养分条件下分株（HL分株）与生长于低光照高养分条件下分株（LH分株）之间的匍匐茎连接时,3种克隆植物HL分株、LH分株以及整个分株对系统（HL分株＋LH分株）的生物量均得到显提高,同时,HL分株根冠比显增加,而HL分株根冠比显下降。这表明,当互连分株置于由低光照高养分斑块和高光照低养分斑块组成的异质性环境中时,3种植物克隆分株均发生了环境诱导的功能特化。克隆内资源共享以及克隆内不同分株的功能特化有利于整个分株系统对局部丰富资源的获取,从而能够缓解资源交互斑块性生境对克隆植物的不利影响。     

川西北高寒草地3种主要植物的生长及物质分配对温度升高的响应

在野外自然条件下采用开顶式生长室模拟增温的方法, 研究了增温对川西北高寒草地3种主要植物(单子叶草本植物垂穗披碱草(Elymus nutans)和双子叶草本植物尼泊尔酸模(Rumex acetosa)和鹅绒委陵菜(Potentilla anserina))的生长及物质分配的影响。研究结果表明, 增温对3种植物的生长产生了显著影响, 垂穗披碱草和尼泊尔酸模的比叶面积和生物量积累在增温后显著增加, 而鹅绒委陵菜在增温后显著减少。在各组分中, 增温处理使尼泊尔酸模的叶生物量显著增加, 根生物量却显著下降, 而鹅绒委陵菜叶和茎的生物量在增温后显著减少, 根生物量却显著增加。增温对尼泊尔酸模各组分的养分含量产生了显著影响, 其中, 根部碳含量在增温后显著增加, 而氮含量在增温后显著减少。增温对尼泊尔酸模和鹅绒委陵菜的生物量在各组分中的分配产生了显著影响, 增温显著增加了尼泊尔酸模的叶重比(LMR)、根重比(RMR)和地下生物量/地上生物量(R/S), 而茎重比(SMR)在增温后却显著降低; 增温显著增加了鹅绒委陵菜的RMR和R/S, 而SMR和LMR在增温后却显著降低。增温对尼泊尔酸模和鹅绒委陵菜各组分中的碳、氮分配产生了显著影响, 增温显著增加了碳、氮在尼泊尔酸模叶片的分配比例, 并且使尼泊尔酸模根部的碳分配比例也显著增加, 而茎部的碳、氮分配比例却显著减少; 增温显著减少了碳在鹅绒委陵菜叶片的分配比例, 而根部的碳、氮分配比例却显著增加。     

根系隔离条件下的谷子亲缘识别

在根系隔离情况下, 通过研究邻株身份(亲缘株、非亲缘株、陌生株)及其与种植密度(高、低)和土壤养分水平(高、低)交互作用对谷子(Setaria italica)形态学特征和生物量分配的影响, 探索谷子地上部分是否能够识别亲缘邻株, 以及谷子的这种亲缘识别能力对环境因子如何响应。结果显示: 1)亲缘组谷子叶生物量分配显著降低, 茎秆显著增粗, 暗示着亲缘组谷子植株间减少竞争, 并增强对当地多风气候的适应。而非亲缘组谷子叶生物量分配显著增加, 表明非亲缘组谷子植株间竞争较强。2)与非亲缘组相比, 陌生组谷子种子生物量分配显著增加, 株高显著减少, 表明陌生组谷子植株通过不对称竞争(与邻株糜(Panicum miliaceum)植株相比, 株高显著增加), 进一步限制邻株(糜)生长, 从而增强竞争能力, 同时, 将更多的生物量投资于繁殖, 增加适合度。3)在高密度种植条件下, 谷子茎生物量和叶生物量分配在各邻株身份处理间无显著差异, 而在低密度种植条件下, 与非亲缘组相比, 亲缘组谷子茎生物量显著增加, 叶生物量分配显著减小; 随着种植间距的增大(种植密度减小), 亲缘组谷子叶生物量分配显著减少, 而非亲缘组和陌生组叶生物量分配在高、低种植密度条件下无显著差异。4)在低土壤养分条件下, 亲缘组和非亲缘组谷子叶生物量分配无显著差异, 前者穗长显著小于后者, 而在高土壤养分条件下, 亲缘组谷子叶生物量分配显著小于非亲缘组, 前者穗长显著大于后者。结果表明, 在根系隔离的情况下,谷子能够识别亲缘邻株, 且谷子地上部分竞争信号在亲缘识别过程中扮演重要角色。较低种植密度和较高土壤养分水平有利于谷子亲缘识别能力的表达。     

缺苞箭竹密度对其生物量分配格局的影响

研究了一个生长季节内缺苞箭竹(Fargesiadenudata)紫果云杉(Piceapurpurea)原始林下不同密度缺苞箭竹群落的生物量及其分配格局.结果表明,缺苞箭竹群落生物量、净生产量、平均单株生物量、地上部分生物量、地下部分生物量随密度的增加而增大,而缺苞箭竹地上部分净增长率却随密度的增加而降低.在一个生长季节内,缺苞箭竹地上部分与地下部分生长相关性随密度的增加而增大.除指数生长期(7、8月)外,缺苞箭竹地上部分/地下部分生物量比在生长季节内随密度增加而增大,但在缺苞箭竹生长的指数生长期,中等密度有较大的地上部分/地下部分生物量比.缺苞箭竹生物量在各器官的分配取决于密度和生长时期,密度对缺苞箭竹的生物量分配格局有显著影响.     

葡匐茎草本绢毛匐委陵菜对局部蔗荫的克隆可塑性

采自林窗和林内生境的绢毛匍匐委陵菜（Ｐｏｔｅｎｔｉｌｌａ ｒｅｐｔａｎｓ Ｌ．ｖａｒ．ｓｅｒｉｃｏｐｈｙｌｌａ Ｆｒａｎｃｈ）“分株对”（即由一匍匐茎节间相连着的两个分株,其一为“目标分株”,另一为“相连分株”）在一户外实验中经历了全不遮荫、全部遮荫和局部遮荫处理。该植物的基株生物量、匍匐茎总长度、分株数、葡匐茎比节间重、叶西风长、比叶柄重在遮荫条件下较小。葡匐茎节间长度没有对遮荫处理发生反应。     

根茎型植物扁秆荆三棱对光照强度和养分水平的生长响应及资源分配策略

自然界中光照和养分因子常存在时空变化,对植物造成选择压力。克隆植物可通过克隆生长和生物量分配的可塑性来适应环境变化。尽管一些研究关注了克隆植物对光照和养分因子的生长响应,但尚未深入全面了解克隆植物对光照和养分资源投资的分配策略。以根茎型草本克隆植物扁秆荆三棱(Bolboschoenus planiculmis)为研究对象,在温室实验中,将其独立分株种植于由2种光照强度(光照和遮阴)和4种养分水平(对照、低养分、中养分和高养分)交叉组成的8种处理组合中,研究了光照和养分对其生长繁殖及资源贮存策略的影响。结果表明,扁秆荆三棱的生长、无性繁殖及资源贮存性状均受到光照强度的显著影响,在遮阴条件下各生长繁殖性状指标被抑制。且构件的数目、长度等特征对养分差异的可塑性响应先于其生物量积累特征。在光照条件下,高养分处理的总生物量、叶片数、总根茎分株数、长根茎分株数、总根茎长、芽长度、芽数量等指标大于其他养分处理,而在遮阴条件下,其在不同养分处理间无显著差异,表明光照条件可影响养分对扁秆荆三棱可塑性的作用,且高营养水平不能补偿由于光照不足而导致的生长能力下降。光照强度显著影响了总根茎、总球茎及大、中、小球茎的生物量分配,遮阴条件下,总生物量减少了对地下部分根茎和球茎的分配,并将有限的生物量优先分配给小球茎。总根茎的生物量分配未对养分发生可塑性反应,而随着养分增加,总球茎分配下降,说明在养分受限的环境中球茎的贮存功能可缓冲资源缺乏对植物生长的影响。在相同条件下,根茎生物量对长根茎的分配显著大于短根茎,以保持较高的繁殖能力;而总球茎对有分株球茎的生物量分配小于无分株球茎,表明扁秆荆三棱总球茎对贮存功能的分配优先于繁殖功能。研究为进一步理解根茎型克隆植物对光强及基质养分环境变化的生态适应提供了依据。     

增加水分与养分对克隆植物羊柴自然种群繁殖权衡的影响

 羊柴(Hedysarum laeve)是豆科多年生半灌木,在自然条件下可以同时进行有性繁殖和克隆繁殖。该文在野外条件下研究了不同水平的水分和养 分处理对羊柴种群的繁殖权衡的影响。结果表明,与对照相比,增加一定量的水分处理显著减少了花和荚果的生物量;显著增加了克隆分株枝 的生物量,显著减少了分株根茎的生物量, 但没有影响其它部分的生物量。增加一定量的水分会抑制有性繁殖,改变生物量对克隆繁殖分株各 部分的分配比例。与对照相比,增加一定量的养分能够促进有性繁殖,抑制克隆繁殖。     

匍匐茎草本绢毛匍匐委陵菜对局部遮荫的克隆可塑性

采自林窗和林内生境的绢毛匍匐委陵菜 (PotentillareptansL .var.sericophyllaFranch)“分株对”(即由一匍匐茎节间相连着的两个分株 ,其一为“目标分株” ,另一为“相连分株”)在一户外实验中经历了全不遮荫、全部遮荫和局部遮荫处理。该植物的基株生物量、匍匐茎总长度、分株数、匍匐茎比节间重、叶柄长、比叶柄重在遮荫条件下较小。匍匐茎节间长度没有对遮荫处理发生反应。在局部遮荫处理 ,遮荫斑块的分株的叶柄长度由于连着未遮荫斑块中分株而变得更长。这种克隆整合对克隆形态可塑性的修饰作用只在林窗生境来源的实验植物中观察到。其他克隆生长和克隆形态特征的可塑性在不同生境来源的实验植物间没有差异。     

Clonal Plasticity in Response to Partial Neutral Shading in the Stoloniferous Herb Potentilla reptans var. sericophylla

Ramet-pairs of Potentilla reptans L. var.sericophylla Franch from forest gap and forest understory were subjected to unshading, shading and partial shading treatments in a pot experiment. The genet biomass, total length of stolons, number of ramets, specific stolon weight, petiole length and specific petiole weight of the plant species under the shaded condition were smaller than those under the unshaded condition. The stolon internode length did not respond to the various treatments. In the plants from the forest gap, the petiloes of ramet grown in the shaded patch were longer as connected to plant part in the unshaded patch than as connected to plant part under the same shaded condition. Such modification of local response of ramet petiole to shading due to physiological integration was not observed in the plants from the understory. There was no effect of connection to ramets in shaded patches on the local response of the rest ramet characters to the partial unshading.     

匍匐茎草本蛇莓对基质养分条件的克隆可塑性

A pot experiment with three levels of nutrient (N, P, K) supply was carried out to investigate clonal plasticity of stoloniferous herb Duchesnea indica Focke in response to nutrient availability. The plants had greater biomass at higher levels of nutrient availability. The root/shoot ratio of the plants changed with the nutrient availability in the following order: low level > high level > medium level. They had the largest biomass allocation to stolon at the medium level of nutrient availability. The biomass allocation to petiole did not respond to the treatments. The plants formed more stolons and ramets at the high and medium levels than the low level of nutrient availability. The petiole length, specific petiole weight（mg/cm）and stolon internode length of the plants did not respond to the treatments, while the specific stolon weight (mg/cm）of the plants was greater at the high and medium levels than the low level of nutrient availability. The results have been discussed in the context of adaptation of clonal plants to environmental heterogeneity.     

Differences in allocation patterns in clonal and sexual offspring in a woodland pseudo-annual

We compared the patterns of allocation to reproduction among seed-derived and clonal offspring of a woodland pseudo-annual. Pseudo-annuals are clonal plants which survive the winter only as seeds and hibernacles produced by the rhizome system. Previous studies indicate that flowering is related to the size of these hibernacles. Since seedlings do not have a hibernacle, we did not expect that these plants would reproduce sexually. Assuming a trade-off between sexual and asexual reproduction, and assuming a linear relationship between vegetative plant weight and weight of all reproductive structures (i.e., rhizomes, hibernacles, inflorescences, and seeds), we expected that seed-derived plants would have a stronger biomass allocation to rhizomes and hibernacles. Since resource supply affects plant size, and thus hibernacle and seed production, we also subjected the plants to different levels of shade. At the start of the experiment seed-derived and clonal offspring hardly differed in total fresh weight. At the final harvest in September seed-derived and clonal offspring did not differ in vegetative plant weight (i.e., leaves, stems, and roots). Only light availability significantly affected these plant structures. As predicted, seed-derived plants did not flower in either of the light treatments. Seed-derived plants allocated more biomass to rhizomes and hibernacles, but this was only significant in the highest-light treatment. This result was due only to an increase in the number of hibernacles. Dry weight of single hibernacles was not affected by plant type. The ecological implications of this allocation pattern are discussed. Received: 2 October 1997 / Accepted: 8 March 1998