皇竹草的分株构件及其生物量分配的相关性研究

为了解在亚热带地区人工栽培条件下皇竹草(Pennisetum hyardum)生物量构件随生长时间的变化, 于广州地区无人工施肥和灌溉且肥力偏差的典型赤红壤土旱地上, 分别对种植后4、6、12、18 和24 个月的皇竹草地典型样方进行了生物量构件调查分析。皇竹草在分株生长过程中, 叶片生物量呈线性或幂函数规律增长, 相关性模型确定系数R²为0. 279-0.995; 茎秆生物量呈线性或幂函数规律增长, 相关性模型确定系数较高, R2 为0.89-1, 茎秆生物量增长规律更为稳定。随着分株总生物量的增长, 6 个月生长期茎秆生物量、叶片生物量增长速率高于12 个月生长期。枯叶生物量在6 个月生长期有着较为稳定的增长规律, 相关性模型确定系数R2 为0.818-0.989。     

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.     

长白山区华北翦股颖无性系构件的结构及生长

采用大样本随机挖取单个无性系的调查和测定方法,分析了长白山区华北翦股颖无性系构件的结构及生长规律.结果表明,在籽实乳熟期,华北翦股颖无性系构件是由营养枝和生殖枝组成,其中,以生殖枝数量和生物量所占比例最大,分别为93.3%和97.1%.华北翦股颖无性系构件的关系中,生殖枝数量和生物量以及分株总数量和总生物量均随着丛径的增加呈幂函数异速生长(R2=0.661～0.712).生殖枝数量与分株总数量之间以及生殖枝生物量与分株总生物量之间均呈极显著线性正相关(R2为0.997和0.965).     

松嫩平原贝加尔针茅无性系构件的结构及生长规律

采用整个分蘖丛挖掘的取样方法,对松嫩平原栽培条件下贝加尔针茅无性系构件的结构,以及生长与生产规律进行了定量分析.结果表明,在9月末停止生长期,经过2个生长季的营养繁殖,贝加尔针茅无性系的丛径为9.4±3.24 cm.无性系的全体构件数为161.±8.2个.其中,生殖分蘖株为14.6±11.48个,占9.2%;营养分蘖株为146.9±78.70个,占90.7%.全体构件总生物量为3.8±34.22 g,其中生殖分蘖株生物量为2.0±20.34 g,占43.7%;营养分蘖株为28.8±19.43 g,占6.2%.随着丛径的增加,不同构件的数量均具有线性同速生长规律,而不同构件的生物量均具有幂函数异速增长规律.不同构件生物量与无性系全体构件的数量和生物量之间均呈显著(P<0.0)或极显著(P<0.01)的幂函数正相关关系.平均单个生殖分蘖株的生产力约为营养分蘖株的10倍.生殖分蘖株的数量和生物量的表型可塑性普遍大于营养分蘖株.     

松嫩平原碱化草甸朝鲜碱茅(Puccinellia chinampoensis)种群生殖分蘖株的生长规律

朝鲜碱茅(Puccinellia chinampoensis)是一种耐盐碱丛生型禾草,广泛分布于松嫩平原碱化草甸.采用每隔3d对朝鲜碱茅种群中处于抽穗初期的生殖分蘖株随机挂一次标签,于籽实蜡熟期同时进行大样本取样与测定的方法,定量分析了5次所标记的生殖分蘖株的数量性状的变化规律及生殖分蘖株的生长规律.结果表明,在朝鲜碱茅种群中,虽然抽穗时间只相隔3d,但生殖分蘖株的各数量性状均具有较大的表型可塑性,总的变化趋势是抽穗时间相隔越长,差异越大.其中,5次样本中的相邻平均花序生物量之间的差异均达到了显著水平.延长生殖生长16d,平均分蘖株高增加了23.16%,花序长增加了25.70%,分蘖株生物量增加了74.99%,花序生物量增加到2.63倍,生殖分配增加了93.25%.随着生殖生长时间的延长,朝鲜碱茅种群生殖分蘖株高、分蘖株生物量和花序生物量均呈指数增加,花序长和生殖分配呈直线增加,生殖生长比率呈先增加后降低的抛物线变化.不同时间进入生殖生长阶段的生殖分蘖株均具有相同的生长规律.其中,花序长均随分蘖株高的增加呈指数异速增长,花序生物量均随分蘖株生物量的增加呈直线同速增长.分蘖株的生殖生长越延长,对现实种群的贡献就越大,对未来种群的贡献更大.     

松嫩平原肥披碱草种群不同抽穗时间生殖分蘖株表型可塑性

每隔4 d对松嫩平原肥披碱草种群进入抽穗初期的生殖分蘖株进行大样本随机挂签,于籽实蜡熟期取样,分析5次采集样本生殖分蘖株数量性状的差异及其与缩短生殖生长时间的关系.结果表明:生殖分蘖株各数量性状指标均随生殖生长时间的缩短逐渐减小.生殖生长时间的缩短不利子生殖分蘖株的生殖生长、生殖分配和结实.抽穗时间越晚,对生殖分蘖株结实与生殖分配的影响越大.抽穗时间相差16 d,籽实生物量、结实率、生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别下降99.4%、98.8%、54.3%和99.2%.随生殖生长时间的缩短,株高呈直线函数下降,花序生物量、生殖分配Ⅰ和结实率呈指数函数下降,分株生物量、花序长、小花数呈幂函数下降,籽实生物量、籽实数和生殖分配Ⅱ呈对数函数下降.     

松嫩平原朝鲜碱茅无性系种群构件生物量结构及相关模型分析

从构件水平对松嫩平原碱化草甸朝鲜碱茅无性系种群各功能构件的生物量结构,各功能构件生物量与丛径之间的关系,以及各功能构件生物量之间的关系均建立相应的模型进行了定量分析。结果表明,在孕穗和果后营养两个生育期,朝鲜碱茅无性系种群各功能构件生物量及所占总生物量的比率具有相同的规律;各功能构件生物量与丛径之间的定量关系在孕穗期以直线函数模型相关性最大,在果后营养期以幂函数模型相关性最大;各功能构件生物量之间的定量关系除光合构件与支持构件在孕穗期以直线函数模型相关性最大外,其他各构件生物量之间在两个生长期均以幂函数模型相关性最大。     

菹草无性系季节生长速度和生物量分配特征

研究了菹草(Potamogeton crispus L.)无性系在典型发育阶段的生长特征, 结果表明: 随着无性系的生长, 叶生物量比例增高, 茎生物量比例降低, 根状茎和根生物量占总生物量的比例较稳定, 成熟无性系各组分所占比例依次为叶＞茎＞根状茎和根。各发育阶段无性系小株生物量增长特征不同, 越冬期和繁殖期小株叶、茎生物量均与小株株高呈幂函数异速生长, 而指数生长期叶生物量与小株株高呈指数生长, 各发育阶段小株总生物量向叶茎组分的分配比例不同。无性系小株上部、中部、下部叶面积与小株株高之间在幼苗生长期和越冬期呈幂函数异速生长, 而在指数生长期和繁殖期呈线性同速生长, 尤其上部叶面积与高度间极显著正相关的水平最高。     

狗尾草和金色狗尾草种群生殖分株生物量结构及生长

采用野外生态学实验方法对狗尾草属狗尾草和金色狗尾草种群生殖分株组分生物量结构及生长情况进行了比较。结果表明:在种内2物种生殖分株组分生物量具有较大的变异特征;组分生物量分配变异系数较小,分别为11.11%~22.77%和12.41%~26.82%;生殖分株营养组分生物量随株高和总生物量增加而均呈现幂函数形式增长,表现为相似的异速生长规律;其中,狗尾草全体拟合方程的R2值在55%~71%,金色狗尾草为62%~81%;在种间,生殖分株各组分除株高存在显著差异外,其余均不显著;生物量分配中,生殖分配和鞘生物量分配呈极显著差异。研究表明,狗尾草属2物种生殖分株在相同生存环境下,组分生物量和生长情况在种内和种间会同时受随机环境因子和自身遗传因子的内外调控,而表现出一定异同点。     

钻形紫菀开花期种群构件的生物量分配

在野外用样方法,选取60株钻形紫菀(Aster subulatus Michx.)开花植株,进行根、茎、叶及花等构件的生物量及其物质分配关系的研究.结果表明:钻形紫菀开花期构件生物量为茎>花>根>叶,其变异系数分别为57.15%、64.66%、57.65%和55.2%,具有较大表型可塑性;在各构件物质分配变异系数中,花生物量分配的变异系数相对较大,说明其调节生殖分配的能力较强;植株高度与各构件生物量呈显著的正相关性,随着各构件生物量的增加均呈幂函数形式增加;花生物量分配与总生物量呈显著的正相关性,其余构件生物量分配均与总生物量及花生物量分配呈负相关性,物质分配由营养构件、支持构件、光合构件向生殖构件转移.反映出钻形紫菀具有自我调节生长力的分配策略,对异质环境具有较强适应能力.     

长白山泥炭沼泽桧叶金发藓种群的年龄结构与生长分析

在长白山哈尼泥炭沼泽,应用“固有年际标记”,对有孢子体和无孢子体生产的桧叶金发藓种群进行了年龄结构与生长分析.结果表明,在两种群中,分株均由6个龄级组成,分株数量和生物量年龄结构均呈衰退型,有孢子体生产的种群尤为明显.总体分株生物量无显著差异（P＞0.05）,各龄分株干物质积累量均随龄级增加呈相似线性增长规律.总体分株平均高度相差6.17%（P＜0.05）,孢子体生产限制了分株高度的生长.各龄分株的平均高度均随龄级增加而呈相似线性增长规律.无孢子体生产的种群内,分株高度的变异程度仅为2.44%,体现了高度一致性对营养株存活的意义.有孢子体生产的种群内,分株高度变异系数为25.07％,分株生物量变异系数仅为8.25％,反映干物质积累量的一致性对种群实现有性繁殖的意义.两种群分株生物量与高度间呈极显著线性正相关（P＜0.001）,未表现出异速生长规律.     

A change from phalanx to guerrilla growth form is an effective strategy to acclimate to sedimentation in a wetland sedge species Carex brevicuspis (Cyperaceae)

The rhizomatous sedge Carex brevicuspis can produce clumping ramets from shortened rhizomes (phalanx) and spreading ramets from elongated rhizomes (guerrilla) to form a combined clonal growth form. In this paper, changes in clonal growth and biomass allocation pattern of C. brevicuspis in response to sedimentation were studied. Four sedimentation depths (0, 3, 6, and 9 cm) were applied to 48 ramets in a randomized block design. Plants were harvested after 20 weeks. With increasing sedimentation depth, the proportion of spreading ramets to total ramets increased from 19.6% in 0 cm to 92.9% in 9 cm sedimentation treatments, whereas that of clumping ramets decreased from 80.4% to 7.1%, indicating a change of clonal growth form from phalanx to guerrilla as a response to sedimentation. With increasing sedimentation depth, biomass allocation to shoots and roots did not change, but rhizome mass ratio increased from 2.7% in 0 cm to 7.2% in 9 cm sedimentation treatments, suggesting that production of long rhizomes changes biomass allocation pattern. The results show that plasticity of clonal growth forms, by which more spreading ramets are produced, is an effective strategy to avoid sedimentation stress under our experimental conditions.     

百里香无性系的克隆生长特征

植物克隆生长及其与生态适应性的关系是当今植物种群生态学研究的热点和前沿课题,但目前小半灌木克隆生长的研究开展不多。百里香(Thymus serpyllum var. asiaticus)是一种具有地面匍匐茎的草本状小半灌木,可在土壤侵蚀剧烈、基岩大面积裸露的砒砂岩区形成百里香单优群落,在维持生态系统稳定方面具有重要的生态学作用。皇甫川流域是砒砂岩大面积分布的典型区域,在这一地区对百里香无性系的克隆生长进行研究,不仅具有重要的学术价值,而且在生态环境建设方面也具有一定的现实意义。在皇甫川流域选择含三级分株的百里香无性系,对其各级分株的总生物量、各构件生物量及数量、各构件生物量占总生物量的百分比及其月变化进行了研究。结果表明: 1)母株与子代相比,在总生物量、构件生物量及数量上占有绝对优势,而且具有体型大、结构复杂的特点; 2)对生物量分配格局的研究显示,母株根的生物量在总生物量中所占的比例最大,其叶所占的比例较低。子代叶的生物量在总生物量中所占的比例最大,其根所占的比例较低;3)不同级别分株在生物量分配上的差异,揭示了相互连接的分株在功能上的差别,母株可能更侧重于养分和水分的吸收,子株则更侧重于光合生产;4)构件枝、茎、花生物量分配比月变化显示,子1代各构件的生长规律与母株的基本一致,子2代与母株和子1代的相比差异较大,分析认为这可能是分株间不同程度的生理整合作用造成的结果。     

Do Physiological Integration and Soil Heterogeneity Influence the Clonal Growth and Foraging of <Emphasis Type="Italic">Schoenoplectus pungens</Emphasis>?

Physiological integration and foraging behavior have both been proposed as advantages for clonal growth in heterogeneous environments. We tested three predictions concerning their short- and long-term effects on the growth of the clonal perennial sedge Schoenoplectus pungens (Pers.) Volk. ex Schinz and R. Keller: (1) growth would be greatest for clones with connected rhizomes and on heterogeneous soil, (2) clones would preferentially place biomass in the nutrient-rich patches of a spatially heterogeneous environment, and (3) physiological integration would decrease a clone’s ability to forage. We tested our predictions by growing S. pungens clones for 2 years in an experimental garden with two severing treatments (connected and severed rhizomes) crossed with two soil treatments (homogeneous and heterogeneous nutrient distribution). Severing treatments were only carried out in the first year. As predicted, severing significantly decreased total biomass and per capita growth rate in year one and individual ramet biomass both in year one and the year after severing stopped. This reduction in growth was most likely caused by severing damage, because the total biomass and growth rate in severed treatments did not vary with soil heterogeneity. Contrary to our prediction, total biomass and number of ramets were highest on homogeneous soil at the end of year two, regardless of severing treatment, possibly because ramets in heterogeneous treatments were initially planted in a nutrient-poor patch. Finally, as predicted, S. pungens concentrated ramets in the nutrient-rich patches of the heterogeneous soil treatment. This foraging behavior seemed enhanced by physiological integration in the first year, but any possible enhancement disappeared the year after severing stopped. It seems that over time, individual ramets become independent, and parent ramets respond independently to the conditions of their local microsite when producing offspring, a life-history pattern that may be the rule for clonal species with the spreading “guerrilla” growth form.     

Multi scale Distribution Pattern of Natural Ramet Population in the Rhizomatous Herb,Thermopsis lanceolata

The distribution pattern of natural ramet population in the rhizomatous herb, Thermopsis lanceolata R.Br., at 5 scales (0.2 m, 0.4 m, 0.6 m, 0.8 m and 1.0 m) was investigated using grid samphng and spatial auto-correlation analysis (Moran' s I) in Maowusu sandland of Inner Mongolia of China. The result showed that the ramet population had non-random distribution pattern at four scales (0.2 m, 0.4 m, 0.6 m and 1.0 m). The most frequently observed pattern was contagious at the scale of 0.2 m. The genet had sympodial growth and nearly phalanx architecture. The branching angle of the rhizomes was from 10˚ to 30˚.The density of the ramet population was from 35 to 131 ramets·m－2. The mean height of ramets was between 11.0 cm and 25.9 cm. The biomass of the ramet population was 263.63 g·m－2 and 306.19 g·m－2 in the two plots, respectively. 33.71% and 44.97% of the biomass allocation to rhizomes were observed and the biomass allocation to roots was 29.91% and 29.95% and that to leaves was 25.12% and 36.35% in the two plots, respectively. The ratio of root to shoot was 0.44 in both plots while the ratio of below- to above- ground biomass was 2.12 and 3.59, respectively.     

北京西部山区胡枝子种群研究:个体和构件生物量

通过对北京西部山区胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)种群个体和构件地上生物量进行系统研究。结果表明,种群(总和)个体和各构件地上生物量积累与年龄的关系均可用方程式Y=axb表示。不同种群的植株个体和构件生物量有显著性不同(P<0.05),在海拔910-1100m的山脊林缘的种群个体和构件地上生物量较其它种群大,植株地上营养构件的生物量比率较小,而繁殖构件生物量比率较大;不适生境中的种群则反之。种群个体生长和各构件生物量动态与环境条件关系密切。构件生物量比率也随着年龄的增长而有所变化。叶生物量比率随年龄增加而减小;枝构件生物量比率随年龄增加而增大;繁殖构件的生物量比率随年龄增加先增后减。依据相关指数R2,筛选各构件生物量估计的最优模型:枝、枝叶生物量和地上生物量均为m(DW)=a(D2H1)b,叶生物量和花果生物量均为m(DW)=a(D)b。     

北京西部山区胡枝子种群研究: 个体和构件生物量

通过对北京西部山区胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)种群个体和构件地上生物量进行系统研究。结果表明, 种群(总和)个体和各构件地上生物量积累与年龄的关系均可用方程式Y=axb表示。不同种群的植株个体和构件生物量有显著性不同(P<0.05), 在海拔910-1 100 m的山脊林缘的种群个体和构件地上生物量较其它种群大, 植株地上营养构件的生物量比率较小, 而繁殖构件生物量比率较大; 不适生境中的种群则反之。种群个体生长和各构件生物量动态与环境条件关系密切。构件生物量比率也随着年龄的增长而有所变化。叶生物量比率随年龄增加而减小; 枝构件生物量比率随年龄增加而增大; 繁殖构件的生物量比率随年龄增加先增后减。依据相关指数R2, 筛选各构件生物量估计的最优模型: 枝、枝叶生物量和地上生物量均为m(DW)= a(D2H1)b, 叶生物量和花果生物量均为m(DW)=a(D)b。     

萌蘖调控对辽东栎留存萌生株生长与结实的影响

比较了不同调控措施对岷江上游辽东栎萌生灌丛生长与结实的影响.结果表明,人为调控对辽东栎萌生灌丛本生长阶段的高生长与有性繁殖有着显著影响.各调控措施对辽东栎灌丛萌生株的基径增长未产生明显影响;保留2支和3支萌生株的丛高生长优势明显.调控丛的新生枝数量、总长度、总生物量较未调控前有较大增加,保留2支萌生株的丛类型增加得尤为显著;叶片数量、叶片总生物量与未调控前相比增加明显,叶片面积按保留萌生株数量由多到少逐渐变小.调控后,每丛保留3支萌生株的丛产生的种子最多,但自然状态丛种子单粒重最大.     

Cd2+对紫球藻生长及光化学活性的影响

以紫球藻(Porphyridium purpureum)为供试材料, 研究了5个不同浓度的Cd2+对紫球藻的细胞密度、叶绿素a含量、藻红蛋白含量及ATP含量的影响, 以及对紫球藻的最大光量子产额(F_v/F_m)、实际光量子产额(YII)、相对电子传递效率(ETR)及非光化学淬灭(NPQ)的影响, 探讨了各荧光参数在不同浓度的Cd2+胁迫下的变化规律。研究结果表明, 在Cd2+胁迫的6d内, 紫球藻的生长速度显著下降, 且Cd2+的浓度越高, 生长速度下降越快; Cd2+胁迫显著的减少叶绿素a、藻红蛋白及ATP含量, 且浓度越高, 减少的幅度越大; 在Cd2+浓度低于200 μmol/L时, 紫球藻的叶绿素荧光参数F_v/F_m、YII及ETR呈现先下降后上升的趋势,而且随着胁迫时间的延长, 下降幅度逐步增大; NPQ在低浓度下(<200 μmol/L)呈现显著上升趋势, 高浓度下(>500 μmol/L)呈现显著下降趋势。因此, 水体中浓度超过50 μmol/L的Cd2+就会显著影响紫球藻的生长及光化学活性, 水生环境中不断累积的Cd2+将会对紫球藻的生态平衡产生影响。     

两种践踏胁迫下克隆整合对入侵植物空心莲子草生长的影响

研究了两种践踏胁迫下克隆整合对入侵植物空心莲子草生长的影响.结果表明:(1)切断分株间的匍匐茎连接,会降低先端分株的生物量、分株数、总匍匐茎长度和总叶片数,但会显著增强基端分株的生物量.(2)对先端分株的践踏胁迫会显著降低先端分株叶片的叶绿素相对含量,对基端分株的践踏胁迫会显著降低基端分株的生物量和总匍匐茎长度.(3)对于基端分株的分株数、总匍匐茎长度和总叶片数来说,当进行基端分株践踏胁迫时,匍匐茎连接对其影响不大,而当进行先端分株践踏胁迫时,则明显对其不利.(4)对于整个克隆片段,践踏胁迫的差异和匍匐茎是否切断对其生长没有显著影响.