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。     

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3种风毛菊属植物的繁殖分配与海拔高度的相关性

对产于青藏高原东缘的风毛菊属植物柳叶菜风毛菊(Saussurea epilobioides)、尖苞风毛菊(S. subulisquama)和钝苞雪莲(S. nigrescens)的30个居群的繁殖分配及其与海拔间的相关性进行了初步研究。通过采样调查法和烘干重量法, 检测了不同海拔3种风毛菊属植物的繁殖分配。结果显示: 1)海拔与植株个体大小呈负相关关系; 2)海拔与繁殖分配呈正相关关系, 将个体大小作为协变量, 去除其影响, 海拔与繁殖分配仍呈正相关关系; 3)个体大小与繁殖分配呈负相关关系, 将海拔作为协变量, 去除其影响, 个体大小和繁殖分配的相关性消失。研究表明, 海拔作为外界因子对繁殖分配有显著的影响, 这种影响不依赖于植物的内部因素(如个体大小的差异)。     

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.     

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。     

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。     

青藏高原东缘大耳叶风毛菊繁殖特征对海拔的响应

研究了青藏高原东缘不同海拔12个居群大耳叶风毛菊(Saussurea macrota Franch.)繁殖分配对海拔的响应。结果表明:(1)随着海拔的升高,大耳叶风毛菊个体大小呈现减小的趋势,但其繁殖分配随海拔升高而增大,这是为了保证顺利完成有性繁殖而采取的生存策略;(2)大耳叶风毛菊部分花部特征发生变异,以响应随海拔升高面临的传粉困难问题,保证花期传粉的最大成功几率;(3)随着海拔的升高,大耳叶风毛菊产生的种子数目减少,种子百粒重增加;花序和管状小花的数量均减少,而它们的重量均增加,即权衡现象在大耳叶风毛菊的这些器官中普遍存在。     

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.     

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。     

多年生龙胆属植物个体大小与花期资源分配研究

于各物种花中前期对青藏高原东部高寒草甸6种多年生龙胆属植物花期的繁殖分配和性分配进行分析,结果表明:(1)多年生龙胆属植物的植株个体越大,繁殖投入越高,繁殖分配越低;(2)随着植物个体的增大,对雌性、雄性和吸引结构的投入都在增加,这可保证资源的充分利用,不会因为单一部分的增加而造成资源的浪费;(3)6种龙胆属植物中,有4种其性分配结果与性别分配(SDS)的理论预测一致,即大个体更偏向雌性器官的资源投入,但麻花艽(Gentiana atraminea)和达乌里秦艽(Gentiana dahurica)的性分配与个体大小则没有表现出负相关,可能与其本身具有的雌雄异熟———雄性先熟特点有关;(4)资源在雌雄功能间的分配没有表现出权衡关系,可能是由于植物必须在许多不同生活史性状之间进行资源分配,而不是两两之间非此即彼.     

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。     

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。     

Reproductive allocation and reproductive ecology of seven species of Diptera

1. Variation in resource allocation to egg size and number was investigated in seven sympatric species of Piophilidae that oviposit on carcasses or discarded cervid antlers: Liopiophila varipes (Meigen), Prochyliza xanthostoma Walker, Protopiophila latipes (Meigen), Protopiophila litigata Bonduriansky, Stearibia nigriceps (Meigen), and two unidentified species of Parapiophila McAlpine. 2. Following optimal reproductive allocation theory, relatively larger, fewer eggs were expected in (1) species that oviposit on antlers, where larvae probably experience lower risk of predation and greater competition than larvae in carcasses, and (2) species with aggressive males and male-biased sex ratios on the oviposition substrate, where risk of injury during oviposition may have favoured females laying fewer eggs. 3. Variation in reproductive allocation strategies could not be explained by known differences in larval or adult environment, but congeneric species clustered by reproductive allocation patterns. The Parapiophila species produced larger, fewer eggs than the other species, and egg number increased slowly with body size. The Protopiophila species did not deviate from expected egg sizes and numbers, and egg number increased steeply with body size. 4. An interspecific egg size–egg number trade-off resulted in a tight linear scaling of ovary volume to body size, suggesting common physiological constraints on relative ovary mass. 5. Within each species, egg size was nearly constant whereas egg number increased with female body size, suggesting species-specific stabilising selection on egg size.     

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。     

Regulatory Mechanisms of Reproductive Effort in Plants II. Plasticity in Reproductive Energy Allocation and Propagule Output of Glycine max Merr. (Leguminosae) Cultivated at Varying Densities and Nitrogen Levels

Abstract Plasticity in growth, reproductive energy allocation (RA), and reproductive output were studied in Glycine max Merr. Cv. Enrei (Leguminosae) grown under varying densities and soil nitrogen levels.
Marked plastic responses were detected in individual biomass, the patterns of resource allocation to total reproductive structures (RA) and also to propagules, reproductive outputs, and propagule weight under changing densities and soil nitrogen levels. Plants cultivated at higher densities exhibited proportionately lower individual biomass, lower RA, lower seed output, and smaller seed size in response to increasing density and decreasing soil nitrogen levels, although some deviations were observed, especially in the highest density plot with no fertilization. Differences due to different N-levels were not as great as those to changing density, which may in part be due to the fact that soybean has nitrogen-fixing bacteria in root tubercles, just as in any other Leguminosae. Fecundity was also maintained at the similar high rates of 80–97% in all plots examined, although slight but steady decreases were noted with increasing density. This resemblance in fecundity may be due to its strong inbreeding system.
Another important finding was that seed production under limited resource availability, notably lack of ample solar radiation due to strong interference at higher density plots, is exceedingly costly. This was most clearly exhibited by a sharp increase in relative energy partitioning to a single propagule in response to the increased density, the relative energy cost to a single propagule (RA) increasing from one to seven-fold. The results obtained in this study coincide well with the findings made in other plants, e.g., Helianthus annuus, Oryza sativa , and Coix ma-yuen , with the same experimental designs.