狮牙草状风毛菊果期资源分配对海拔的响应

植物资源分配是目前植物生态学研究的热点问题, 主要集中在性分配和繁殖分配两个方面。该研究以分布在青藏高原的狮牙草状风毛菊(Saussurea leontodontoides)作为研究材料, 研究了6个海拔高度上果期植株的繁殖特征及资源分配的差异, 并用异速模型分析了繁殖性状及资源分配与个体大小的关系。结果显示: 1)狮牙草状风毛菊的个体大小、繁殖器官生物量、营养器官生物量、种子数和营养分配均与海拔存在极显著负相关关系, 百粒质量和繁殖分配与海拔存在极显著正相关关系。2)在不同海拔高度下, 百粒质量、种子数、繁殖器官生物量及营养分配与植株个体大小呈正相关关系; 繁殖分配与植株个体大小呈负相关关系; 而营养器官生物量与植株个体大小呈极显著正相关关系。这表明海拔和个体大小对狮牙草状风毛菊的繁殖对策有不同程度的影响, 狮牙草状风毛菊通过增加繁殖部分的生物量和百粒质量来适应高海拔的胁迫环境。     

Response of resource allocation of Saussurea leontodontoides during its fruiting stage to the elevation

植物资源分配是目前植物生态学研究的热点问题, 主要集中在性分配和繁殖分配两个方面。该研究以分布在青藏高原的狮牙草状风毛菊(Saussurea leontodontoides)作为研究材料, 研究了6个海拔高度上果期植株的繁殖特征及资源分配的差异, 并用异速模型分析了繁殖性状及资源分配与个体大小的关系。结果显示: 1)狮牙草状风毛菊的个体大小、繁殖器官生物量、营养器官生物量、种子数和营养分配均与海拔存在极显著负相关关系, 百粒质量和繁殖分配与海拔存在极显著正相关关系。2)在不同海拔高度下, 百粒质量、种子数、繁殖器官生物量及营养分配与植株个体大小呈正相关关系; 繁殖分配与植株个体大小呈负相关关系; 而营养器官生物量与植株个体大小呈极显著正相关关系。这表明海拔和个体大小对狮牙草状风毛菊的繁殖对策有不同程度的影响, 狮牙草状风毛菊通过增加繁殖部分的生物量和百粒质量来适应高海拔的胁迫环境。     

川西风毛菊花期资源分配随海拔的变化

以分布于青藏高原东缘的川西风毛菊(Saussurea dzeure)为试验材料, 研究了其位于不同海拔高度的16个种群的花期资源分配。结果显示: 1)花期植物个体大小、头状花序数量、繁殖器官及营养器官生物量、花瓣质量、雌蕊及雄蕊群质量均与海拔呈负相关关系, 每个头状花序质量与海拔呈正相关关系; 2)繁殖分配和雄性分配与海拔呈正相关关系, 营养分配和雌性分配与海拔呈负相关关系; 3)花期头状花序的数量和大小、繁殖分配和营养分配以及雄性分配和雌性分配之间均存在资源分配上的权衡。由此推论: 1)海拔作为外界因子对川西风毛菊花期各生物量及资源分配有显著的影响; 2)在资源有限的情况下, 川西风毛菊权衡对各结构的资源投入, 通过增加繁殖分配和雄性分配来适应胁迫环境, 提高繁殖的成功率。     

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。     

青藏高原东缘星状风毛菊生殖分配对海拔的响应

通过采样调查法和烘干称量法, 检测了青藏高原东缘不同海拔20个居群星状风毛菊(Saussurea stella)的花部特征, 研究其花部特征对海拔及个体大小的响应。结果表明: 1)繁殖分配是依赖个体大小的, 个体越大, 繁殖分配越小; 2)花期繁殖器官和营养器官的生物量、头状花序的数量及大小、雌雄功能以及雄性内部花丝与花粉之间均存在资源分配上的权衡; 3)星状风毛菊通过花部特征的变异响应海拔的变化。研究发现, 星状风毛菊通过花部特征的变异, 特别是花柱和花丝的伸长及投入更多资源于吸引结构花瓣, 以此来补偿该种在高海拔地区因传粉者减少、活动频率降低和花粉数减少等因素对传粉带来的影响, 使其能够在高海拔的胁迫环境下有效地传粉, 完成有性繁殖。     

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。     

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。     

青藏高原东缘常见种长毛风毛菊(Saussurea hieracioides)的繁殖分配

对分布在青藏高原东缘高寒草甸常见种长毛风毛菊的6个海拔梯度(3200～3850m)18个居群的繁殖分配进行了研究,结果表明:长毛风毛菊随海拔的升高个体和营养器官减小,繁殖的投入增加;随着海拔的升高,长毛风毛菊的个体管状小花数目和种子数目减少,管状小花重量和百粒重增大;个体管状小花的数目及重量和个体种子的数目及重量间存在权衡关系;长毛风毛菊的个体大小和繁殖分配存在负相关关系。在资源受限的环境下,长毛风毛菊以减少管状小花数目和种子的数目来增加管状小花重量和百粒重,是保证有性繁殖成功的策略之一。     

羌塘雪兔子繁殖特征及资源分配的海拔差异

植物种群的生殖特性和资源配置策略是植物生活史研究的重要内容之一,对于理解和预测植被结构和全球变化过程中的适应策略至关重要。该文以青藏高原特有风毛菊属植物羌塘雪兔子(Saussurea wellbyi)为试验材料,分析6个海拔梯度18个居群的花期繁殖特征的变化,并用异速生长模型分析资源投入及资源分配的个体大小依赖关系。结果显示:(1)个体大小、繁殖器官生物量、营养器官生物量、管状小花数目、雄蕊重量、花药长度及花粉数与海拔高度呈负相关(P<0.05),管状小花重量、雌蕊重量、花丝长度及花柱长度与海拔高度呈正相关(P<0.01);(2)营养分配与海拔高度呈负相关(P<0.01),繁殖分配与海拔高度呈正相关(P<0.01);(3)管状小花的数量与重量(P<0.05)、雌蕊重量与雄蕊重量(P<0.01)、花丝长度与花药长度(P<0.01)、花丝长度与花粉数(P<0.01)之间均存在权衡关系;(4)资源投入及资源分配在不同海拔间与个体大小都呈显著正相关(P<0.05),且截距在海拔间差异极显著(P<0.01)。综合分析认为:羌塘雪兔子在不同海拔下的繁殖特征以及大小依赖的资源投入和资源分配模式是羌塘雪兔子与其所处的高山环境长期适应和进化的结果。     

海拔对青藏高原东缘弯齿风毛菊繁殖特征的影响

研究了海拔对青藏高原东缘不同海拔12个居群弯齿风毛菊繁殖特征的影响.结果表明: 弯齿风毛菊的个体大小、繁殖器官和营养器官生物量、每株头状花序数量及种子总数量均随海拔的升高而减小,而每个头状花序质量和种子百粒重随海拔的升高而增加,表明弯齿风毛菊可以通过减小个体大小来降低资源消耗,把获取的有限资源分配到繁殖部分以达到繁殖成功.为了保证顺利完成有性繁殖,繁殖分配随海拔升高而增大.弯齿风毛菊头状花序的数量与大小、种子数量与百粒重之间均存在资源分配上的权衡,以此来适应环境胁迫,提高自身的适合度.     

高寒草地狼毒种群繁殖分配对海拔的响应

繁殖与物种的生存和发展有着极为密切的关系,是植物生活史研究的核心问题,海拔制约下的环境因子对植物繁殖分配产生重要影响.2010年7月采用样方调查法,研究了祁连山北坡高寒草地2700～3000 m范围内4个海拔梯度下狼毒(Stellera chamaejasme)种群繁殖分配特征.结果表明:随着海拔的升高,狼毒地上生物量呈降低趋势,总花干重、株高呈先减小后增大的趋势,繁殖分配呈增大趋势;在海拔梯度下,狼毒种群繁殖分配与地上生物量均呈极显著负相关(海拔2800 m除外),与株高呈不显著负相关(海拔3000 m除外).狼毒种群繁殖分配存在大小依赖性且生物量的依赖性远大于株高,说明随海拔升高,狼毒种群通过减小个体大小来降低资源消耗,把获取的有限资源分配到繁殖部分,从而达到繁殖成功.     

高寒退化草地狼毒种群不同海拔花大小-数量的权衡关系

权衡关系是植物生活史对策理论的基础, 花大小-数量的权衡关系对理解花的生物量分配具有重要的意义。该文利用实验生态学方法, 研究了祁连山北坡高寒退化草地4个不同海拔狼毒(Stellera chamaejasme)种群花大小与花数量间的关系。结果表明: 随着海拔升高, 草地群落的高度、密度和地上生物量均呈先升高后降低的倒U型分布, 狼毒花大小呈逐渐增大的趋势, 而花数量呈相反的变化趋势; 不同海拔样地狼毒花大小与花数量间的相关性存在差异, 海拔2700、2900和3000 m样地狼毒花大小和花数量之间均存在极显著的负相关关系(p < 0.01), 海拔2800 m样地二者之间存在显著的负相关关系(p < 0.05), 狼毒植株分配给花大小与花数量的资源间存在着“此消彼长”的权衡关系; 海拔2800 m样地是狼毒植株花大小与花数量权衡关系由低海拔的花数量多而单花生物量低向高海拔的花数量少而单花生物量高转变的区域。狼毒植株通过合理权衡花数量和花大小的资源配置, 以补偿在海拔梯度上不利因素对种群繁衍带来的影响, 从而实现种群的繁殖成功, 反映了毒杂草对异质性生境的表型可塑性机制。     

小花风毛菊的性器官在青藏高原的海拔变异

 小花风毛菊(Saussurea parviflora)是菊科风毛菊属的一种多年生草本植物,是该属在青藏高原东缘的一个优势种。该文研究了小花风毛菊11个居群性器官的变异与11个海拔高度(2 100～3 500 m)之间的相关性,以及花丝、花药长和花柱、花柱分枝长与花粉数之间的相关性;探讨了小花风毛菊的性器官是如何随海拔高度发生变异,如何与胁迫环境相适应,实现交配成功,提高繁殖成功率,使其成为该属植物“现代 分布中心"的优势种。结果表明：1)花丝、花药长与海拔高度呈极显著的正相关关系(p<0.01);2)花粉数与海拔高度呈极显著的负相关关系(p<0.01);3)花柱、花柱分枝长及花柱分枝长和雌蕊长的比与海拔高度呈极显著的正相关关系(p<0.01);4)花柱、花柱分枝长和花丝长与花粉数呈显著的负相关关系(p<0.05);5)种子的成熟率与海拔高度呈显著的正相关关系(p<0.05)。说明小花风毛菊种内性器官在特定的生存环境下发生了变异,特别是在花粉数随海拔的升高明显减少以及昆虫的多样性、丰富性和活动性明显降低的情况下,它能够通过花柱分枝长度的变异来提高柱头对传粉昆虫的感受性,能通过种子成熟率的提高来保证高海拔数目显著减少的种子的成功发育,进而在一定程度上导致了该物种繁殖成功率的上升,使它成为青藏高原这一胁迫环境中的优势种。     

Trade-off between the biomass and number of flowers in Stellera chamaejasme along an elevation gradient in a degraded alpine grassland

权衡关系是植物生活史对策理论的基础, 花大小-数量的权衡关系对理解花的生物量分配具有重要的意义。该文利用实验生态学方法, 研究了祁连山北坡高寒退化草地4个不同海拔狼毒(Stellera chamaejasme)种群花大小与花数量间的关系。结果表明: 随着海拔升高, 草地群落的高度、密度和地上生物量均呈先升高后降低的倒U型分布, 狼毒花大小呈逐渐增大的趋势, 而花数量呈相反的变化趋势; 不同海拔样地狼毒花大小与花数量间的相关性存在差异, 海拔2700、2900和3000 m样地狼毒花大小和花数量之间均存在极显著的负相关关系(p < 0.01), 海拔2800 m样地二者之间存在显著的负相关关系(p < 0.05), 狼毒植株分配给花大小与花数量的资源间存在着“此消彼长”的权衡关系; 海拔2800 m样地是狼毒植株花大小与花数量权衡关系由低海拔的花数量多而单花生物量低向高海拔的花数量少而单花生物量高转变的区域。狼毒植株通过合理权衡花数量和花大小的资源配置, 以补偿在海拔梯度上不利因素对种群繁衍带来的影响, 从而实现种群的繁殖成功, 反映了毒杂草对异质性生境的表型可塑性机制。     

川西风毛菊(Saussurea dzeurensis)花展示的变异:检验花及花序水平大小-数量的权衡

植物花展示对传粉昆虫吸引和植物繁殖成功至关重要。理论研究指出,花展示的组成部分(如花的大小和数量)之间由于资源的限制而存在权衡关系,从而制约花展示的进化,但相关实验研究并不经常能检测到花的大小-数量之间的权衡关系。本文以广泛分布于青藏高原的川西风毛菊(Saussurea dzeurensis)为对象,研究不同海拔种群间花展示(花序水平和花水平)的变异,检验花大小-数量的权衡关系。结果表明:每株的头状花序数、单个头状花序重、单花的数量/头状花序与地上生物量呈显著的正相关,说明花展示大小(包括花序水平和花水平)依赖于个体的资源状况;高海拔种群个体更小,平均花序数更少,但单个头状花序的重量、单花的数量及重量/头状花序与低海拔种群相比没有显著差异;在花序水平上头状花序的大小和数量间并没有权衡关系,但在花序内的花水平上,高海拔种群花的大小和数量呈显著负相关,表现出权衡关系,而在低海拔种群并没有权衡关系;当控制川西风毛菊个体大小的影响后,花序水平大小-数量及花大小-数量间的相关均没有发生改变,说明资源获取能力的差异,即个体大小的差别并没有影响川西风毛菊花序水平或花水平大小-数量间的权衡关系;植物花大小-数量的权衡关系可能较为复杂,今后的研究需要同时考虑多个组织水平,如种群、个体、花序水平的花大小与数量的关系,有助于全面揭示植物花的资源分配的模式及花展示大小的进化机制。     

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.     

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。     

风毛菊花序、种子大小和数量之间的权衡:资源条件的影响

繁殖器官的大小和数量之间的权衡是植物繁殖对策研究的重要问题之一, 但是支持权衡关系的实验研究非常有限。该文以青藏高原东缘高寒草甸菊科风毛菊属优势植物种风毛菊(Saussurea japonica)为材料, 通过不同光照和营养处理, 研究其花序、种子大小和数量之间的关系。结果表明: 光照和营养处理对花序数目没有显著影响, 但对花的大小, 以及种子大小和数量均有显著影响。大小和数量之间的关系同样会受到处理条件的影响: 在对照和低营养处理下, 花序、种子的大小和数量之间呈显著的正相关关系, 而在低光照处理和低光照低营养处理下, 花序、种子的大小和数量之间的关系变为显著负相关, 即出现大小和数量之间的权衡。结果表明: 环境胁迫(比如有限的土壤养分和光资源的抑制)加剧了花序、种子大小和数量之间的权衡。风毛菊花序和种子的大小和数量之间的权衡关系的环境依赖性, 使其能够对外界环境的变化做出响应, 这种繁殖对策能提高其适合度。     

荒漠草原猪毛蒿种群繁殖特征的土壤驱动因子分析

繁殖是植物生命活动的重要环节, 了解植物的繁殖特征是解释植物生态适应性和制定有效管理措施的重要依据。该研究以荒漠草原猪毛蒿(Artemisia scoparia)种群为研究对象, 通过测定不同土壤类型的理化性质和猪毛蒿的繁殖特征, 以期探讨影响其繁殖特征的主要土壤驱动因子。结果表明: 灰钙土、风沙土和基岩风化残积土的水溶性碳含量、全氮含量、全磷含量、全盐含量、土壤水分含量、土壤硬度存在显著差异。猪毛蒿平均个体大小、单株头状花序的平均质量和数量均以灰钙土生境下最大, 基岩风化残积土最小。繁殖分配在不同土壤类型下无显著差异, 但与单个头状花序质量、单株头状花序数量和质量间呈极显著正相关关系。单株头状花序数量与单个头状花序质量间呈负相关关系。在风沙土生境下, 单株头状花序质量主要受到土壤水溶性碳含量、土壤水分含量以及pH值的共同影响; 单株头状花序数量受全盐含量的影响最大; 繁殖分配和单个头状花序质量主要受全碳含量的影响。灰钙土生境下, 单株头状花序质量与土壤水溶性碳含量、土壤水分含量和有机碳含量呈正相关关系; 速效氮含量显著影响着单株头状花序数量。而基岩风化残积土生境下, 繁殖特征的变异主要受到土壤水溶性碳含量、土壤硬度、土壤水分含量、全磷和速效磷含量的影响。综合分析发现, 土壤因子对猪毛蒿繁殖特征的影响程度不同, 其中单株头状花序数量和质量极显著地受到土壤水溶性碳含量和土壤水分含量的影响, 繁殖分配和单个头状花序质量与土壤水溶性碳含量、土壤水分含量呈负相关关系。因此, 土壤水溶性碳含量和土壤水分是荒漠草原地区影响猪毛蒿种群繁殖特征的主要土壤因子。