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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

祁连山优势树木碳水化合物资源分配的海拔和树种效应

海拔梯度造成的温度、水分和土壤肥力等环境异质性会影响树木的生长, 但是不同树木的生理差异也决定了树木资源分配权衡还存在很多不确定性。为探明祁连山地区青海云杉(Picea crassifolia)和祁连圆柏(Juniperus przewalskii)非结构碳水化合物(NSC)含量的海拔和树种效应差异, 该研究以祁连山两个优势针叶树种青海云杉和祁连圆柏为研究对象, 分别设置了高海拔(3 300 m)和低海拔(2 850 m)两个采样高度, 采用t检验和多因素方差分析比较了不同海拔两个树种NSC及其组分(可溶性糖、淀粉)含量的差异, 分析叶、树干、粗根和细根间的NSC及其组分含量的资源分配权衡特征, 明晰不同海拔青海云杉和祁连圆柏生长限制因素和生理生态适应机理。结果表明: (1)低海拔青海云杉整株和各器官NSC及其组分含量均显著高于高海拔青海云杉; 而低海拔祁连圆柏整株和各器官NSC及其组分含量均显著低于高海拔祁连圆柏; (2)不同海拔两个优势针叶树种可溶性糖主要投资在叶, 而淀粉主要投资在粗根和树干; (3)高海拔青海云杉的可溶性糖与淀粉的比值显著高于低海拔青海云杉, 说明高海拔青海云杉将更多的碳用于生长, 而低海拔青海云杉将更多的碳用于储存; (4)海拔、树种、器官以及它们的交互作用显著地影响NSC及其组分含量及可溶性糖:淀粉, 其中树种分别解释了NSC、淀粉总变异的38%和37%; 器官分别解释了可溶性糖、可溶性糖:淀粉总变异的68%和42%。该研究结果阐明了不同海拔青海云杉和祁连圆柏的生长限制因素及其资源分配权衡, 为理解不同海拔和不同树种的生态适应机理以及祁连山森林生态系统的保护提供了科学参考。     

唐古特雪莲花部特征及生殖分配的海拔差异

为探究高山植物生殖分配策略以及分析唐古特雪莲花部特征对海拔梯度的响应机制,该研究利用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14个居群的唐古特雪莲花部特征和生殖分配进行了研究。结果表明:(1)繁殖分配随个体大小(地上生物量和株高)的增大呈线性递减趋势。(2)花期植株地上生物量、株高、管状小花数目、繁殖器官及营养器官生物量均随海拔升高呈线性递减趋势,管状小花生物量随海拔升高呈线性递增趋势。(3)花期管状小花数量及大小、繁殖器官生物量与营养器官生物量、雄蕊重量和雌蕊重量以及花粉数目与花丝长度之间均存在权衡现象。由此推论:(1)海拔作为外界因子对唐古特雪莲花部特征具有显著的影响,个体大小对其繁殖分配也存在潜在调控作用。(2)在不同海拔梯度上,唐古特雪莲有效地整合了有限的资源,其适应性特征之一就是通过减小个体大小来削弱营养生长以达到促进生殖生长的目的。     

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.     

Effects of resource availability on the trade-off between seed and vegetative reproduction

Aims To explore whether the trade-off between seed and vegetative reproductive modes is flexible in environments with different amounts of available resources to maintain optimal behaviors.Methods A transition matrix model was established to determine the optimal trade-off between seed and vegetative reproduction in resources–variable habitats.Important findings The model predicts that plants allocate more resources to seed reproduction when available resources are scarce. With increasing resources, more vegetative propagules are produced. However, if resources keep increasing to a harmful level, plants would switch to seeds again.     

弯齿风毛菊花部器官的海拔变异及其与种子质量和数目的关系

以青藏高原东北缘的12个弯齿风毛菊居群为对象,分析花部器官随海拔的变异机制及其与种子质量和数目的关系.结果表明:当海拔在3500~4500 m时,花丝长、花药长、花柱长和花柱分支长分别为0.52~1.01、0.23~0.63、0.74~1.58和0.11~0.22 cm,且均随海拔的升高而显著增长,而花粉数量(26.5×10^4~73.5×10^4)显著下降;花粉数量与花丝长、花柱长及花柱分支长均呈显著负相关,花柱长与花丝长呈显著正相关;种子数目与花丝长、花柱长及花柱分支长均呈显著负相关,与花粉数量呈显著正相关;百粒重与花丝长、花柱长及花柱分支长均呈显著正相关,与花粉数量呈显著负相关.随着海拔的升高,弯齿风毛菊在花期选择延长花部器官的长度来增大昆虫对花粉的携带量和输入量,到果期生产出具有更强竞争优势和生存能力的大种子(质量大、数量少)来提高适合度.     

青藏高原东缘野生暗紫贝母生物量分配格局对高山生态环境的适应

从时空尺度研究了青藏高原东缘野生暗紫贝母(Fritillaria unibracteata)生物量分配特征对高山环境条件的生态适应。通过海拔梯度、群落类型、群落盖度、群落透光率4个变量的分析, 间接探讨了高山环境条件下水分、热量、光照和土壤养分等主要环境因子对暗紫贝母生物量分配的影响, 并主要研究了海拔梯度这一综合要素的生态效应。同时, 从时间尺度上研究了暗紫贝母不同生活史阶段的生物量分配模式, 以期了解不同发育阶段高山植物对于环境要素的适应特征。研究结果表明: 1)在一定的空间范围内, 4个环境变量中仅海拔梯度对暗紫贝母单株鳞茎生物量及总生物量的影响差异显著, 且生物量积累随海拔升高而减小。2)在空间尺度上, 海拔梯度为野生暗紫贝母生长的主要限制因子, 表明在高山地区热量条件对植物生长具有明显的制约作用, 同时不同生活史阶段的暗紫贝母其生物量分配模式对海拔梯度的响应也存在着一定的差异。2年生贝母的鳞茎生物量分配随海拔升高而降低, 叶生物量分配随之增加。3年生和4年生贝母鳞茎及叶生物量分配在不同海拔梯度上比较稳定, 而茎生物量分配随海拔升高而降低, 有性生殖(花)分配则随之而增加。各生活史阶段植株根生物量在不同海拔梯度上分配稳定。3)在时间尺度上, 不同生活史阶段贝母生物量分配模式存在显著差异。根和茎生物量分配随生活史阶段的增加而显著增加, 而鳞茎和叶生物量分配则随之显著减少。单株鳞茎生物量在3年生阶段达到最大。     

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。