高寒草甸退化对鹅绒委陵菜克隆生长特征的影响

为了揭示高寒草甸典型匍匐茎克隆植物对不同生境的生态适应对策,验证生境适应假说,并为高寒草地的退化演替机理研究提供依据,以调查统计和比较样地法研究了江河源区高寒草甸退化对鹅绒委陵菜克隆生长特征的影响。研究表明,重度退化草甸的植物群落结构、功能以及土壤特征发生了明显的变化,继而对鹅绒委陵菜无性系的克隆生长行为和形态特性产生了影响。高寒草甸退化后鹅绒委陵菜的匍匐茎增多,分支强度加大。退化草甸内鹅绒委陵菜的基株高度小于未退化草甸,根长大于未退化草甸,基株的叶片数目问没有明显差别。退化草甸的分株高度显著小于未退化草甸,而分株叶数大于未退化草甸,根长小于未退化革甸且差异不显著。未退化草甸内鹅绒委陵菜无性系的问隔子长度、粗度和匍匐茎长度大于退化草甸,间隔子平均数目少于退化草甸,差异都不显著。随着鹅绒委陵菜无性系匍匐茎数目的增加,不论重度退化草甸与未退化草甸,用于鹅绒委陵菜克隆繁殖的能量投资也逐渐增加。鹅绒委陵菜在未退化草甸用于克隆繁殖的能量投资比例高于退化草甸,其中未退化草甸内鹅绒委陵菜基株的干重占无性系总生物量的比例略低于退化草甸,分株和匍匐茎的干重占无性系总生物量的比例高于退化草甸。高寒草甸退化对鹅绒委陵菜克隆生长特征的这些影响,与植物群落结构和功能的变化导致生境变异密切相关,是其对高寒草甸退化导致的资源和生境差异的反应,也是对资源利用达到的最合理状态,是一种选择适应的结果,有利于克隆繁殖潜力的发挥。同时为生境适应假说提供了又一例证。     

不同放牧强度对鹅绒委陵菜克隆生长特征的影响

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站,对通过17 a不同放牧强度干扰后金露梅灌丛草甸内鹅绒委陵菜克隆生长特征进行实地调查统计研究.结果显示:长期放牧并增加放牧强度后,植物群落的高度、盖度和草场质量指数下降.随着放牧强度增大,鹅绒委陵菜无性系匍匐茎数目增加,分枝强度加大;基株变矮,逐渐由直立、半直立型变为匍匐状,形态可塑性明显;根长有逐渐增加的趋势;放牧强度对鹅绒委陵菜无性系分株高度、根长和分株叶数影响不显著;间隔子有变短、变粗的趋势,间隔子数目和分株数目有增加的趋势,但影响不显著;轻牧和不牧样地中用于鹅绒委陵菜克隆生长的平均能量投资(分株和匍匐茎的干重及其所占比例)小于重牧样地.表明随放牧强度增大,鹅绒委陵菜无性繁殖能力增强,呈现出典型的生态适应策略.     

短穗兔耳草基株大小对其克隆生长特征的影响

对采自青藏高原5个不同海拔高度上的短穗兔儿草基株干重与匍匐茎数量、单位长度匍匐茎干重和无性系分株干重之间的相关性,以及匍匐茎与无性系分株总干重与基株干重的比值进行了分析.结果表明,除人为干扰比较严重的生境外,基株大小与匍匐茎数量、单位长度匍匐茎干重之间存在极显著的正线形相关(P<0.01),基株大小对分株的影响可能与匍匐茎数量有关;匍匐茎与分株总干重与基株干重的比值在海拔最高和最低两个样地中最大.短穗兔儿草基株干重对克隆生长有明显的影响,但在不同海拔高度影响作用的大小和方式表现出一定的差异.     

鹅绒委陵菜（Potentilla anserina）生长特征

以调查统计的方法研究了矮嵩草草甸内鹅藏委陵菜无性生长特征。研究结果表明：匍匐茎只有1条的鹅绒委陵菜最多,占52.86%,匍匐茎有4条的鹅绒委陵菜只占4.29%,同一鹅绒委陵菜无性系中,随着匍匐茎数目的增多,分株数,间隔子数,茎总长和匍匐茎比节间重变小,分株一般在第二级或第三级最高,末级较高;间隔子一般以第二、第三或第四级为最长,最末一级较长,第一级最短,随鹅绒委陵菜匍匐茎数目的增多,用于繁殖的匍匐茎和分株的干重比例逐渐增加。     

水葫芦苗(Halerpestes cymbalaris)的生长特征研究

以调查统计的方法在中国科学院海北定位站研究了高寒湿地植物水葫芦苗无性系的生长特征、形态特征以及能量分配规律。结果表明：匍匐茎只有1条的水葫芦苗最多,占35．29％,匍匐茎有4条的水葫芦苗只占8．82％。同一水葫芦苗无性系中,随着匍匐茎数目的增多,分株数、间隔子数、茎总长和匍匐茎比节问重变小。分株一般在第一级最高,末级较低;第1条匍匐茎的间隔子较长。随水葫芦苗匍匐茎数目的增多,用于无性繁殖的分株干重比例逐渐增加,用于有性繁殖的花的干重比例下降。水葫芦苗无性系这种生长特征、形态特征以及能量分配规律是其生物—生态学特性和所处高寒湿地生境共同决定的。     

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.     

高原鼠兔对垂穗披碱草及豆科植物生长特性的影响

高原鼠兔通过取食对高寒草甸产生广泛的影响,从而影响高寒草甸植物的个体生长特征。2012年在青海省果洛州矮嵩草草甸,以高原鼠兔喜食植物(豆科和垂穗披碱草)为研究对象,通过小区控制研究高原鼠兔取食（对照组、低密度处理组、中密度处理组、高密度处理组）对植物个体生长特征的影响。研究显示：在实验前期（5月和6月）,喜食植物个体特征基本上无明显规律;在实验后期（7月和8月）,随着高原鼠兔取食强度增大,高原鼠兔喜食植物的地上生物量、平均高度、分蘖枝数、分蘖枝长度、丛幅均呈下降趋势;叶片长度和叶片数均呈先上升后下降态势。2.高原鼠兔喜食植物个体特征的增长率对照组显著高于高密度处理组（P<0.05）。以上结果表明(1)高寒草甸豆类植物在其生长后期与高原鼠兔的取食强度呈一定的负相关关系;高原鼠兔取食强度在阈值（中、低密度）内有利于垂穗披碱草的生长,但超过其阈值的取食强度不利于其生长。(2)高原鼠兔高强度的取食对其喜食植物个体的生长率有明显的抑制作用。     

青海省高寒草甸不同退化阶段土壤无机碳分异特征

采用时空转换的方法,选取青海省高寒草甸退化演替过程中典型退化阶段,探讨高寒草甸不同退化阶段土壤无机碳(SIC)含量及储量分异特征。结果表明:禾草-矮嵩草群落、小嵩草群落、小嵩草剥蚀期和黑土滩型退化草地0~50 cm土层SIC总储量分别为0.45、0.10、0.13和1.10 kg C·m-2;0~50 cm土层范围内,禾草-矮嵩草群落与黑土滩型退化草地存在明显的碳酸盐淀积层(主要在30 cm土层以下),而小嵩草群落和小嵩草剥蚀期在剖面内无明显的碳酸盐淀积层;草甸草毡表层特征(厚度、破碎度等)以及土壤容重、pH值与SIC变化特征存在某种协同演化关系;高寒草甸退化与无机碳储量之间没有明显的耦合作用,只有当草甸极度退化(黑土型退化草地)时,草甸SIC分层及总储量特征才表现出明显的差异。     

克隆整合有助于狗牙根抵御水淹

尽管国内外开展了大量的克隆整合对克隆植物抵御逆境能力影响的研究, 但整合对植物抵御水淹能力的影响研究仍比较缺乏。该文从克隆整合的角度探讨多年生草本植物狗牙根(Cynodon dactylon)对水淹胁迫的响应。试验模拟了先端分株(相对年幼的分株)分别处于0、5和15 cm三种水淹胁迫环境, 并在每个水淹梯度下实施先端分株与基端分株(相对年长的分株)之间匍匐茎连接或切断处理, 调查水淹一个月后基端分株和先端分株以及整个克隆片段在形态和生理上的表现。研究发现: 切断匍匐茎连接显著降低了狗牙根先端分株的生长, 表现在生物量下降、匍匐茎长度减短和分株数减少等方面; 水淹显著抑制了先端分株的生长, 但对基端分株的生长并未造成显著影响; 在5 cm水淹处理下, 匍匐茎保持连接时, 先端分株和整个克隆片段的生长显著增加; 连接或切断处理在不同水淹梯度下对匍匐茎平均节间长没有显著影响, 对先端分株或基端分株在光化学转化效率上也未表现显著性差异。结果表明: 克隆整合效应促进了狗牙根在水淹胁迫下分株的生长, 并有助于整个克隆片段抵御水淹胁迫。     

克隆植物矮嵩草对放牧的等级性反应

对高寒草甸克隆植物矮嵩草（Kobresio humilis）基株、分株片断和分株3个层次构件单元的数量、生物量性状及其变异系数在不同放牧强度处理间以及构件等级间的变化进行了研究。研究工作于1999年至2001年在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站矮嵩草草甸内进行。家畜放牧实验设4个放牧强度水平。研究结果显示,3a中矮嵩草克隆等级基株层次只有分株数和叶数在放牧处理间表现出显著差异（F（3.56）〉F0.05,P〈0．05）,而死亡分株百分数、死亡叶片百分数、基株大小以及繁殖分配4个性状在3a中未表现出显著差异（F（3.56）〈F0.05,P〉0．05）,占被测性状的57．1％;与此同时,分株片断和分株两个层次在第1年就有50％以上的性状达到显著差异,到第3年时全部被测性状都表现出显著差异（F（3.56）〉F0.05,P〈0．05）。放牧第3年时,基株、分株片断和分株层次达到显著差异的性状数分别为42％、100％和100％。性状的变异系数在等级间的变化均表现为分株〉分株片断〉基株层次或分株〉分株片断的顺序。被测性状的变异系数在放牧强度间无显著差异,在放牧第1、第2和第3年,变异系数在等级间有显著差异的性状比例分别为42％、71％和85％。这说明克隆植物矮嵩草基株、分株片断和分株各层次被测性状在放牧强度处理问表现出的差异性不同,具有显著差异的性状比例在基株层次少,在分株片断和分株层次高,相同性状在处理间的差异可能先出现在分株和分株片断层次,后出现在基株层次。放牧强度不影响性状的相对变异,但长期持续的放牧扰动使性状在等级间变异性逐渐增大。这些结果说明矮嵩草构件等级对放牧扰动具有明显的等级性反应,并可概括为“分株层次〉分株片断层次〉基株层次”的等级反应模式。研究结果证实我们关于克隆植物等级选择模式的推断。     

高寒退化与未退化草甸土壤下匍匐茎鹅绒萎陵菜的克隆生长特征的比较

通过鹅绒萎陵菜的野外移栽试验,分析了在矮嵩草草甸土壤和退化草甸土壤下该种植物的克隆繁殖特征．结果表明,在母株产生的匍匈茎数量、母株高度和叶片大小在两类不同土壤下没有明显差异．母株叶片数、匍匈茎的粗度、匍匈茎长度以及间隔子的长度有较明显的差异．在退化草甸土壤中母株叶片较多,匍匈茎长度和间隔子长度明显较长,匍匈茎直径也明显较大．在退化草甸环境中,由于土壤养分相对较缺乏,鹅绒萎陵菜可能通过增加母株叶片的数量,尽可能多地积累光合产物,来保证匍匈茎的生长,匍匈茎也以增加粗度和增加长度来尽量增强其觅食能力．鹅绒萎陵菜在生物量投资分配上也表现出一定的差异．与退化草甸土壤环境相比,在未退化草甸土壤中,鹅绒委陵菜克隆母株和分株的生物量均明显偏向地下部分(根系)的投资,以期从土壤中吸收更多的养分,从而最终提高子株的成活率．     

Differential effects of water depth and sediment type on clonal growth of the submersed macrophyte <Emphasis Type="Italic">Vallisneria natans</Emphasis>

The response of clonal growth and ramet morphology to water depth (from 60 to 260 cm) and sediment type (sand versus organic clay) was investigated for the stoloniferous submersed macrophyte Vallisneria natans in an outdoor pond experiment. Results showed that water depth significantly affected clonal growth of V. natans in terms of clone weight, number of ramets, number of generations, clonal radius and stolon length. V. natans showed an optimal clonal growth at water depths of 110–160 cm, but at greater depths clonal growth was severely retarded. A high allometric effect was exhibited in ramet morphology. Along the sequentially produced ramet generations, ramet weight and plant height decreased while stolon length and the root:leaf weight ratio increased. When using ramet generations as covariate, sediment type rather than water depth more strongly affected the ramet characteristics. For plants grown in clay, ramet weight, ramet height and stolon length were greater, and plants exhibited lower root:leaf weight ratio. These data suggest that water depth and sediment type have differential effects on clonal growth of V. natans: Water depth appears primarily to affect numerical increase in ramets and spatial spread, whereas sediment type mainly affects biomass accumulation and biomass allocation. Handling editor: S. M. Thomaz     

物种组成对高寒草甸植被冠层降雨截留容量的影响

高寒草甸退化减少地上生物量、叶面积指数(LAI),因而减少冠层降雨截留容量(S)。但是,未有研究评价物种组成改变对S的影响。用水浸泡法和水量平衡法研究青藏高原高寒草甸3个不同退化阶段下(未退化、轻度退化、中度退化)的S变化规律,并评价物种组成改变对S的影响。结果表明:高寒草甸退化显著减少S(P<0.05)。在未退化、轻度退化、中度退化的高寒草甸,水浸泡法测得的S分别为0.612 mm,0.289 mm 和0.217 mm;水量平衡法测得的S分别为0.979 mm,0.493 mm 和0.419 mm。物种组成改变对S的影响表现为:随着高寒草甸的3个不同退化阶段,S减少的幅度先大于后小于LAI减少的幅度。原因是:(1)在未退化的草甸,鹅绒委陵菜(Potentilla arserina)的叶面积占有显著优势,占总叶面积的31.18%;在轻度退化的草甸,禾本科植物(Graminoid)的叶面积占有显著优势,占总叶面积的44.41%,而鹅绒委陵菜是稀有种,仅占总叶面积的3.76%;在中度退化的草甸,鹅绒委陵菜的叶面积占有显著优势,占总叶面积的19.91%;(2)鹅绒委陵菜的叶单位面积吸附水量(S_L)是禾本科植物的大约2.5倍。     

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。