东北草地异质生境芦苇种群根茎芽年龄结构及输出规律

为明确异质生境条件下芦苇种群根茎芽年龄结构及输出规律,揭示芦苇种群的营养繁殖特性,采用单位土体挖掘取样,分别计数各龄级根茎芽的调查与统计方法,对东北草甸草原草甸土和盐碱土两个生境单优群落芦苇种群根茎芽动态进行比较分析。结果表明,两个生境芦苇种群根茎芽库主要均由6个龄级组成;草甸土生境在6—10月均为增长型年龄结构;盐碱土生境6—7月份为衰退型年龄结构,8月份为稳定型年龄结构,9—10月份为增长型年龄结构。根茎芽数量1—4a普遍以草甸土生境高于盐碱土生境,5—6a普遍以盐碱土生境高于草甸土生境,各龄级根茎芽数量与月份之间均符合y=a+bx直线关系(P0.05)。随着龄级的增加,休眠芽比率呈逐渐下降趋势,而萌发芽比率则呈逐渐上升趋势,5个生育期的休眠芽比率和萌发芽比率与龄级之间均符合y=a+bx直线关系(P0.01)。各龄级根茎的休眠芽具有一个相对稳定的萌发输出过程,草甸土生境根茎休眠芽按每年11%的比率萌发输出,而盐碱土生境根茎休眠芽按每年7%的比率萌发输出。虽然芦苇种群根茎芽年龄结构及年龄谱在异质生境中存在显著差异,但却有着相同的季节变化规律,均以不断形成新根茎的芽来维持着种群的营养繁殖更新。     

松嫩平原碱化草甸旱地生境芦苇种群的芽流和芽库动态

在松嫩平原碱化草甸,旱地生境芦苇种群的根茎分布在土层约1m的不同深度,一般可生活6个年度,个别根茎可存活7～9年,乃至更长的时间.通过芦苇根茎芽调查,创建了植物种群的芽流模型.提出了采用当年1龄级根茎芽的输入率与其它龄级休眠芽库存率之和估计芦苇种群芽库贮量动态的方法.结果表明,随着生长季的进程,芦苇种群芽库输入率呈不断增加趋势,而萌发输出率呈不断减少的趋势,死亡输出率则大体保持相同的较低水平.至休眠前期的9月底,芽库输入率已为输出率的2.04倍.在松嫩平原碱化草甸旱地生境,芦苇种群各龄级根茎的休眠芽有一个稳定的萌发输出过程.定量分析结果表明,芦苇种群不同龄级根茎的休眠芽每年都有11%的比率萌发形成1龄级新根茎.1龄级根茎顶端翌年发育为分蘖株后,可为直接相连接的老龄级根茎就近输送养分,从而实现老龄级根茎芽的活力.     

扎龙自然保护区不同生境条件下羊草种群构件的年龄结构

对黑龙江国家级自然保护区扎龙湿地不同生境条件下羊草种群构件的年龄结构进行了研究。结果表明,在7月末羊草种群的腊熟期,3种生境种群分蘖株均由3个龄级组成,林间风沙土生境为1 080株.m-2,沙土生境为1 290株.m-2,草甸土生境为1 011株.m-2,均以1龄和2龄级分蘖株占绝对优势,3龄级分蘖株所占比例甚小,呈增长型年龄结构。根茎均由4个龄级组成,以沙土生境最多,累积长度为8 000 cm.m-2,草甸土生境最少,为6 948 cm.m-2,均呈增长型年龄结构。各生境根茎物质的储量随着龄级的升高而降低。芽均由4个龄级组成,其数量以草甸土生境最大,为2 279个.m-2,沙土生境次之为2 113个.m-2,林间风沙土生境最少为1 410个.m-2,均呈增长型年龄结构。     

黑龙江扎龙湿地芦苇种群构件数量特征及其相关性

采用刈割和挖土取样,对扎龙湿地旱生、湿生、水生和盐碱生境芦苇种群分株、根茎和根茎芽进行调查。结果表明:6—10月,4个生境芦苇种群分株密度、根茎长度和根茎芽库存量、输入量、休眠量均以湿生生境最大,盐碱生境最小;根茎芽输出量均以水生生境最大,盐碱生境最小,构件间的差异及其差异序位均相对稳定,构件种群均存在明显的环境效应,构件水平上存在较大的可塑性;构件间又均表现出一定的协同进化性,其中分株密度与根茎长度、根茎芽库存量和输入量之间呈显著或极显著正相关,与根茎芽休眠量之间呈显著负相关;根茎芽库存量、输入量和输出量与根茎长度之间呈显著或极显著正相关;芦苇分株均由根茎芽萌发形成,根茎芽对分株的贡献率为100%,80%以上的根茎芽萌发形成新根茎,根茎的生长又可形成更多的根茎芽,不同构件形态结构的更替改变维持着种群的稳定和持续更新。     

松嫩平原异质生境羊草种群营养繁殖特征

多年生无性系禾草主要依靠营养繁殖实现种群的持续更新,而各类芽和由芽形成的苗为其种群进行营养繁殖的潜在种群。通过单位面积挖掘取样,利用营养繁殖世代数划分分株、根茎和各类型芽和苗的龄级,对松嫩平原封育草甸、长期割草草甸、封育积沙草甸和林间草地的羊草潜在种群组成和大小进行了比较研究。结果表明: 在生长季末期,羊草的潜在种群均由根茎芽和各龄级分蘖节向上生长的芽以及根茎苗和分蘖节苗组成。在4种生境条件下,羊草分株潜在种群由3～4个龄级组成,1～4龄级根茎均可形成潜在种群,其中,根茎潜在种群占整个羊草潜在种群数量比例为68.3%,占绝对优势。1龄分株和根茎产生的潜在种群占总体的60.2%,是潜在种群组成的主要部分,是种群更新的主要来源。分株潜在种群数量以长期割草草甸最高,根茎潜在种群数量以封育积沙草甸最高。营养繁殖力均以年轻龄级分株和根茎最高,根茎的营养繁殖力是分株的10.0倍,在羊草种群营养繁殖过程中始终占据优势。羊草的潜在种群构成在不同生境条件下变异较大,但体现出对生境差异的趋异适应。     

扎龙湿地异质生境芦苇种群根茎动态及年龄结构

无性系植物根茎不仅具有营养繁殖和扩展种群的功能,也是无性系家族中芽和分株生理整合的通道。采用单位土体挖掘取样,对扎龙湿地单优种群落芦苇种群根茎进行调查,比较了湿生生境和水生生境根茎长度、生物量和干物质贮量的季节变化。结果表明:芦苇种群根茎长度、生物量和干物质贮量均以湿生生境显著大于水生生境;8月前,根茎长度缓慢增加,8月后,根茎长度迅速增加,以3龄最长,6龄最短;根茎生物量、干物质贮量先下降后上升,8月最低,至10月休眠期均已超过营养生长初期,生物量以3龄最大,1龄最小,干物质贮量以5龄最高,1龄最低;不同龄级根茎长度及年龄谱与月份间呈线性相关(R~20.81,P0.05),不同龄级根茎生物量与月份间呈二次曲线关系(R~20.98,P0.05),生物量年龄谱与月份间呈线性相关(R~20.80,P0.05),5个生育期根茎干物质贮量与龄级之间呈二次曲线关系(R~20.86,P0.05)。芦苇种群根茎长度、生物量、干物质贮量有着相同的季节变化规律,不同龄级根茎的寿命与养分的输出消耗和养分的再输入补偿密切相关。整个生育期内,生境异质性对芦苇种群根茎动态及年龄结构的影响均存在,且引起的差异也相对较稳定。     

松嫩平原野古草种群构件结构动态

野古草是根茎型无性系禾草,在松嫩平原草甸经常形成单优种群落。采用单位面积挖掘取样、分株按营养繁殖世代划分龄级、根茎按实际生活年限划分龄级的方法,对松嫩平原单优群落和混生群落的野古草种群构件结构进行了调查与分析。结果表明,在生长季初期两群落野古草种群均以春性分株和根茎芽占优势,且分株及芽构件结构相对稳定,芽库的输出率单优群落为80.4%,混生群落为62.5%;整个生长季分株由2—3个龄级组成,1a分株数量是2a的2.9—10.2倍,其生物量各月份所占比例平均为93%,随着龄级的增加依次明显减少,呈增长型年龄结构;根茎由3—4个龄级组成,根茎累积长度及生物量均以2a占绝对优势,为稳定型年龄结构;分株生产力1a明显高于2a,对种群贡献最大;根茎贮藏力除个别月份以3a、4a最高外,两群落大部分以2a最高,在生长季后期,1a根茎物质积累的速率最快。     

扎龙湿地不同生境芦苇种群根茎数量特征及动态

采用单位土体取样,计测长度和生物量的调查与统计方法,对扎龙湿地保护区4个生境芦苇种群根茎数量特征进行比较分析。结果表明,芦苇5月10日左右返青后进入营养生长期,根茎长度6—8月份缓慢增加,8—10月份显著增加,后期是前期的3.5—10.3倍,生长季中后期是种群新根茎补充和生长的主要时期,不仅实现了种群空间扩展,并为营养繁殖储备更多繁殖芽;根茎生物量和干物质贮量6—8月份逐渐减少,8—10月份又逐渐增加,均以生长季末期的10月份最大,并均显著地(P0.05)高于其他月份,种群根茎养分的消耗主要供给根茎芽的萌发和幼株生长,根茎养分的储藏又为翌年种群的更新及扩展提供物质保障,种群对地下根茎存在明显的养分"超补偿性"贮藏现象。种群根茎长度和生物量均以湿生生境最大,依次为旱生生境、水生生境,盐碱生境最小,根茎干物质贮量以旱生生境最大,依次为湿生生境、水生生境,盐碱生境最小。种群根茎长度与返青后实际生长时间之间均较好地符合直线函数关系,种群根茎生物量和干物质贮量与生长时间之间较好地符合二次曲线函数关系,R2在0.804—0.997之间,拟合方程均达到了显著或极显著(P0.01)水平。4个生境芦苇种群在根茎长度、生物量、干物质贮量等数量特征均表现出由遗传因素控制的比较稳定的季节动态规律,在生境间的差异及其差异序位又均基本稳定,均表现出明显的土壤因子环境效应,其中土壤含水量、有机质、速效氮为正向驱动,p H、速效磷为负向驱动,土壤含水量、p H对根茎数量特征的驱动作用更突出。     

松嫩平原旱地生境芦苇种群不同龄级根茎的干物质贮藏及水溶糖含量

通过对松嫩平原旱地生境单优种群落芦苇种群不同龄级根茎的调查测定,分析了一个生长季内3个生育期芦苇种群各龄级根茎干物质贮量和水溶糖含量的季节变化.结果表明:各生育期低龄级芦苇种群根茎中干物质贮量和水溶糖含量均较少,且与高龄级的差异较大;随着生长季的进程,低龄级根茎中干物质贮量和水溶糖含量迅速增加,且与高龄级的差异逐步缩小.在整个生长季,芦苇种群各龄级根茎均具有养分消耗和再贮藏乃至超补偿性贮藏的活性,其中,幼龄级根茎的活性更大.高龄级根茎的干物质贮量和水溶糖含量有一个逐年累积的增加过程.根茎干物质贮量在龄级间和龄级内的差异均达到了极显著水平(P<0.01),并且龄级间的差异大于龄级内.水溶糖含量仅在龄级间差异达到显著水平(P<0.05).随着龄级的增加,芦苇种群根茎的干物质贮量和水溶糖含量均呈二次曲线变化.     

松嫩平原杂类草草甸和榆树疏林草原大油芒种群的年龄结构

对松嫩平原杂类草草甸和榆树疏林草原上大油芒种群的年龄结构及各龄级构件的物质生产力和营养繁殖力进行了研究.结果表明:在2003和2006年中,2个生境的大油芒种群分蘖株均由2～3个龄级组成,根茎由4个龄级组成,分蘖株和根茎均以1a和2a所占比例最大,年龄结构呈增长型或稳定型;分蘖节芽以1a或2a者占优势,根茎顶端芽在芽库中所占比例为29.4%～45.0%,对翌年种群的更新具有重要作用;分蘖株、根茎的物质生产力和营养繁殖力均以1a或2a构件最大,根茎比分蘖节具有更旺盛的营养繁殖力.     

扎龙湿地保护区异质生境芦苇种群分株构件的数量特征

采用单位面积取样,计数和测量的调查与统计方法,对扎龙湿地保护区4个生境单优群落芦苇种群分株构件数量特征进行比较分析。结果表明,4个生境芦苇种群从5月10日左右返青后进入营养生长期,分株高度和分株密度均持续增加到生殖生长初期的8月份,其中6-8月份差异均达到显著水平(P0.05),8-10月份差异均未达到显著水平(P0.05),芦苇进入生殖生长期后,分株便停止高度生长,地下芽的输出也不再形成分株补充现实种群;分株生物量和种群生物量均持续增加到生殖生长旺盛期的9月份,至休眠期的10月份均有所降低,各月份间的差异均达到显著水平,芦苇种群在生长季末期,具有将生产的物质分配转移到地下储藏与营养繁殖器官的形成与生长上的特性。芦苇种群分株数量特征与返青后实际生长时间之间均较好地符合对数函数关系,R~2在0.818-0.994之间,拟合方程均达到了P0.05的显著水平。4个生境芦苇种群分株密度以湿生生境最大,依次为水生生境、旱生生境,盐碱生境最小,分株高度、分株生物量和种群生物量均以水生生境最大,依次为湿生生境、旱生生境,盐碱生境最小。因此,4个生境芦苇种群分株构件数量特征均表现出基本一致的生育期节律性,同时,芦苇种群的个体生长和种群动态存在明显的环境效应,土壤含水量、pH是影响该地区芦苇分株数量特征的主要因子。     

扎龙湿地不同生境芦苇种群根茎构件的年龄结构

芦苇是典型的长根茎型克隆植物,天然种群主要依靠根茎的营养繁殖进行更新。采用单位土体挖掘取样,按实际生活年限划分根茎龄级的方法,对扎龙湿地芦苇种群不同龄级根茎进行调查。结果表明,6月份,4个生境芦苇种群根茎构件均由2—6a的5个龄级组成,7—10月份均由1—6a的6个龄级组成。6—10月份,1a根茎长度比率逐渐增加;除盐碱生境略有增加外,其他3个生境2a、3a比率均小幅减少;4—6a比率逐渐减小,根茎长度比率均以3a最大,依次是2a,4a,1a,5a,最高的6a最小。1—3a根茎生物量比率逐渐增加;4—6a比率逐渐减小,均以3a根茎生物量比率最大,依次是4a,2a,5a,6a,以最低1a最小。不同龄级根茎长度和生物量比率与返青后实际生长时间之间均较好地符合直线函数关系(R~20.91,P0.01;R~20.81,P0.05),6—9月份,根茎长度呈衰退型年龄结构,10月份又转为稳定型结构,整个生长季根茎生物量均为衰退型结构。不同龄级根茎构件在芦苇种群中的地位和作用不同,根茎构件的年龄结构蕴含着种群调节的重要信息。     

松嫩平原人工草地野大麦无性系冬眠构件的结构及形成规律

野大麦属短根茎丛生型禾草 ,是典型的无性系植物。在松嫩平原 ,野大麦无性系的冬眠构件是由冬眠芽和冬眠苗组成。按照分蘖节营养繁殖世代的龄级划分方法 ,在生长季末期 ,野大麦无性系的芽库由 5个龄级组成 ,苗库由 4个龄级组成 ,均呈增长型的龄级结构。苗库对潜在无性系的贡献将远远大于芽库。结合建植时间估计 ,人工草地野大麦的分蘖节最多存活了两个年度 ,分蘖节在一个生长季最多可繁殖 4个世代。野大麦无性系的根茎芽数、分蘖节芽数、总芽数、总苗数、总冬眠构件数均随着丛径、丛面积和亲株数量的增加呈幂函数形式增长。野大麦无性系冬眠构件各组分具有相同的形成规律 ,但在形成过程中则存在着不同的生态可塑性。     

扎龙湿地芦苇种群不同龄级根茎构件的季节动态

克隆植物根茎具有营养繁殖和扩展种群的功能,也是芽和分株生理整合的通道。根茎构件具有出生、死亡及年龄等种群统计特征,不同龄级根茎的季节动态可以反映根茎的存活和衰老过程。采用单位土体挖掘取样,对扎龙湿地4个生境芦苇种群根茎构件进行野外调查,比较不同龄级根茎长度、生物量和干物质贮量的季节动态。结果表明:7—10月份,1a根茎长度、生物量和干物质贮量均呈指数函数增加,在生长季中后期有一个持续时间较长的生长和物质积累时期。6—10月份,2a、3a根茎长度呈线性函数增加,4—6a根茎长度呈线性函数减少;2—4a根茎生物量和2—5a根茎干物质贮量呈二次函数先减少后增加,5a、6a根茎生物量和6a根茎干物质贮量呈幂函数减少。整个生长期内,根茎长度和根茎生物量均以3a最大,根茎长度以最高的6a最小,根茎生物量以最低的1a最小;根茎干物质储量以5a最大,以最低的1a最小。4个生境芦苇种群根茎长度、生物量和干物质贮量在龄级间的差异及差异序位稳定,在新根茎的产生、老根茎的存活以及根茎寿命与养分消耗和储藏上均具有稳定的生物学特性,不同龄级根茎在种群中的地位和作用以及对种群的贡献不同。     

荒漠绿洲区芦苇种群构件生物量与地下水埋深关系

在野外调查的基础上 ,利用 Pearson关联分析法研究了河西荒漠绿洲区不同生境中芦苇种群构件生物量与地下水埋深的关系 ,结果表明 :地下水埋深对芦苇种群的影响明显 ,主要体现在 :在湿地和地下水埋深小于 0 .5 m的生境中 ,芦苇种群表现为高的种群密度、低的种群高度、低的地上生物量和高的地下生物量 ;在地下水埋深为 1 .5 m左右的生境中 ,芦苇种群地上生物量最高 ,生长最旺盛。随着地下水埋深的增加 ,垂直根茎生物量对芦苇种群地上生物量的影响加强 ,而水平根茎生物量对芦苇种群生物量的影响呈随机型 ,这可能是造成芦苇种群呈不连续、斑块状分布的主要原因。在地下水埋深 1 .5 m左右的生境中 ,芦苇的垂直根茎对种群生物量影响十分显著 ( P<0 .0 1 ) ;在地下水埋深 1 .5～ 4.0 m的生境中 ,影响显著 ( P<0 .0 5 ) ,但在地下水埋深 4m以上的生境中影响不显著 ,这表明在河西荒漠绿洲区 ,芦苇垂直根茎的最大水力提升高度 4m左右     

松嫩平原水淹恢复演替过程中羊草无性系种群构件的年龄结构

对松嫩平原羊草草甸水淹恢复演替过程中不同大小羊草无性系斑块的种群构件年龄结构进行了研究。结果表明 ,羊草种群分蘖株在斑块中心由 4个龄级组成 ;最外圈层由 3个龄级组成。根茎在斑块中心和中间圈层均由 2～ 4个龄级组成 ,最外层由1～ 2个龄级组成。潜在种群冬性苗和分蘖节芽总量各圈层均由 4个龄级组成。斑块中心的分蘖株种群为稳定型年龄结构 ,向外发展至增长型年龄结构。根茎长度和潜在种群在各圈层均呈增长型年龄结构。在水淹羊草草甸的恢复过程中 ,不同大小羊草无性系斑块均呈不断扩展的趋势。在生存空间充足时 ,羊草的分蘖节在一个生长季里可以繁殖多个世代。通过羊草根茎的年龄结构可预测演替的进程     

松嫩平原杂类草草甸阿尔泰狗哇花无性系种群构件年龄结构

阿尔泰狗哇花为根蘖型菊科多年生无性系草本植物.采用主根芽区的繁殖世代数划分分株和芽龄级的方法,研究了松嫩平原杂类草草甸阿尔泰狗哇花无性系种群不同构件的年龄结构.结果表明:分株构件和芽构件均由4个龄级组成.在孕蕾期,分株构件中1龄级占22.6%、2龄级44.8%、3龄级28.8%、4龄级3.8%,呈稳定型年龄结构.在乳熟期,生殖分株构件以2龄级比重最大,占45.6%,4龄级最小,占0.8%,为稳定型年龄结构;而营养分株构件以1龄级比重最大,占47.5%,4龄级最小,占1.1%,为增长型年龄结构.分株主根的生活年限最多为5年.不同生育期分株构件的生产力均以2龄级最高.在乳熟期,1龄级分株具有较大的生产潜力,4龄级分株的生产力已普遍减弱.芽库中潜在种群呈增长型年龄结构.     

荒漠草原异质生境下猪毛蒿种群动态

以荒漠草原猪毛蒿种群为对象,设置风沙土、灰钙土和基岩风化沉积土3个生境下增水30%、减水30%和对照3个处理,编制猪毛蒿种群的动态生命表,绘制种群存活和死亡曲线,分析异质生境下猪毛蒿种群动态规律,研究猪毛蒿年内年际间种群动态特征.结果表明: 猪毛蒿种群存活曲线趋于Deevey-Ⅰ型,即生长前期存活率较高,趋于稳定状态,死亡率基本维持在较低的水平,生育期末种群死亡率则上升较快.各生境下猪毛蒿个体的存活数均呈前期波动后期下降的趋势,风沙土和灰钙土生境下死亡率的波动变幅较大,增减水处理对猪毛蒿种群死亡率的影响无显著差异.土壤类型对猪毛蒿株高、冠幅、密度、盖度和生物量均有显著影响,降水处理对猪毛蒿株高、冠幅和盖度影响显著,对密度和生物量无显著影响,而土壤类型和降水处理的交互作用仅对株高和冠幅有显著影响.基岩风化沉积土生境下猪毛蒿生物量的可塑性指数显著高于风沙土和灰钙土,灰钙土和基岩风化沉积土生境下盖度可塑性显著高于风沙土.增水处理的密度可塑性指数显著高于对照和减水处理.株高和冠幅的可塑性指数较高,说明在不同的生境压力下,猪毛蒿可以通过优先调节这两个参数来应对生境的变化.     

扎龙湿地不同生境土壤微生物生物量碳氮的季节变化

为从土壤微生物生物量角度分析扎龙湿地不同生境的土壤肥力状况,对扎龙芦苇生境和草甸生境不同土层(0—10 cm、10—20 cm、20—30 cm)微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)季节变化进行监测,并分析了土壤微生物生物量碳氮与土壤环境因子的关系。结果表明:两种生境土壤MBC、MBN含量均表现出明显的垂直分布特征,即0—10 cm10—20 cm20—30 cm,且草甸生境显著大于芦苇生境。在整个生长季节内,两种生境土壤微生物量碳、氮均大致呈现出"W"型变化格局,其变化幅度均随着土层的加深而减小,且草甸生境的变化幅度显著大于芦苇生境。相关分析表明:芦苇生境土壤MBC与土壤含水率呈极显著正相关(P0.01),与土壤pH呈极显著负相关(P0.01),MBN与土壤含水率、有机碳、水解性氮呈极显著正相关(P0.01),与土壤pH呈极显著负相关(P0.01);草甸生境土壤MBC则均与土壤含水率、有机碳、有效磷、水解性氮呈极显著正相关(P0.01),与土壤pH值呈显著正相关(P0.05),MBN则均与土壤含水率、有效磷呈极显著正相关(P0.01),与有机碳呈显著正相关(P0.05)。     

内蒙古草甸草原地下芽库对极端干旱的响应

全球变化引发的极端气候事件严重影响草地生态系统结构与功能。然而,作为多年生草地重要繁殖体库,半干旱草甸草原地下芽库如何响应极端干旱尚未明确。本研究以内蒙古呼伦贝尔草甸草原为对象,利用模拟极端干旱样地平台,探究地下芽库及其与地上植被关系对模拟生长季极端干旱的响应。结果表明,环境降水水平与干旱处理下总芽密度分别为1443和1128芽·m^-2;分株总密度分别为1791和1346株·m^-2;群落整体分生组织制约系数分别为0.84和0.83。极端干旱对草甸草原地下芽库、地上分株密度以及二者之间关联均无显著影响。就优势植物功能群根茎型禾草而言,极端干旱对其地下芽库同样无显著影响。因此,地下芽库表现出对极端干旱一定程度的抵抗力,可作为草甸草原植被应对极端气候事件的保险策略,有效促进草甸草原在极端气候胁迫下的种群更新与植被恢复,有助于草甸草原植被稳定性与生态系统功能维持。