核桃-小麦复合系统中细根生长动态及竞争策略

以核桃(Juglans regia)-小麦(Triticum aestivum)间作复合系统为研究对象,用微根窗和根钻相结合的方法采样,研究复合系统中核桃和小麦细根年内年际的生长动态和竞争适应策略,为农林复合系统的经营管理和竞争模型的建立提供理论依据和技术支持。结果表明,间作核桃和小麦根系均在上半年有一个大的生长高峰(5月和4月),在下半年有一个小的生长高峰(9月和11月),二者的竞争主要发生在上半年的大生长高峰期。在各年份各土层,间作核桃的根长密度均低于单作核桃,且在从第7年开始存在显著差异。在0—20 cm土层间作小麦根长密度在第3—7年间获得迅速提高,从第7年开始显著高于单作小麦,但在20 cm以下土层则相反。间作使核桃和小麦细根生态位实现了分离,11年的观察期内间作核桃比单作核桃细根的垂直分布中心下移了6.59 cm,间作小麦比单作小麦的上移了8.59 cm。在根系竞争策略方面,小麦根系是通过短期内的快速生长,迅速占据土壤空间获得竞争优势;而核桃根系是通过根系的逐年积累,逐步占据土壤空间从而获得竞争优势。可以干扰核桃根系积累过程的"竞争-干扰-再平衡"农林复合经营管理策略可以让复合系统中核桃和小麦保持各自竞争优势的情况下实现共存。在根系形态方面,自身细根直径较小者小麦在剧烈竞争区域以增加细根直径减小比根长来适应竞争,而自身细根直径较大者核桃则相反。     

东方田鼠种群扩散及活动对外部因子的反应格局

在野外围栏条件下,采用2×2×2析因实验,测定外部因子食物、捕食,以及同域分布物种黑线姬鼠的种间竞争对东方田鼠扩散和活动距离的独立作用及其交互作用的效应。研究结果表明,在所有的扩散个体中,幼体扩散的比例为71.0%。雄体扩散的比例为80.5%。东方田鼠扩散的趋势与其种群密度及补充量的变动一致。食物对扩散具有显著独立作用;捕食对扩散的作用接近显著;种间竞争对扩散的直接效应不显著;食物、捕食与种间竞争交互作用对扩散的效应亦不显著。在诱捕期内雄性的长距离活动比例及其诱捕期间长距离活动比例均显著大于诱捕期内雌性及其诱捕期间的长距离活动比例。不同处理种群间,仅雄体在诱捕期间的长距离活动比例具有显著差异;食物对雄体的长距离活动具有直接和间接(通过密度)的效应;而预防捕食者和竞争物种对不同处理种群雄体的长距离活动则无一致的效应。     

金乌贼繁殖行为与交配策略

2014年6月于室内大型水槽使用摄像系统对金乌贼繁殖过程进行连续观察与记录,通过定性和定量比较分析,解析其繁殖过程中游泳、捕食、求偶、争斗、交配及产卵等行为特征。结果显示:金乌贼游泳主要依靠漏斗喷水的反作用力,持续游泳能力较弱;繁殖期的金乌贼继续摄食,能发现周围20—38 cm范围内的凡纳滨对虾,攻击距离为7—24 cm,能在2.1—6.1 s内完成对对虾的捕获且成功率极高,外源营养为卵(精)巢不同步发育、分批产卵和复杂的繁殖行为继续提供能量支持;金乌贼具明显的求偶行为,规格差异是影响求偶的重要因素,其中雄性亲本更倾向选择与自身规格相当或略小的雌性,而雌性亲本则更倾向于选择大规格(较大规格争斗易获胜)的雄性;金乌贼一次交配持续125—398 s,雄性有明显的精子移除行为和领域性,交配后雄性伴游在雌性周围3—24 cm范围内,不允许其他乌贼靠近,平均伴游61 min后会再次交配。精子移除、伴游以及多次交配是雄性金乌贼有效提高父权贡献率的关键行为基础;研究结果表明,金乌贼采取"多夫多妻"的混交婚配策略,两性亲本均存在多次交配现象,这能有效提高雌雄的生殖成功率和受精卵的遗传多样性。     

外来物种入侵后的多物种竞争共存的集合种群模型

基于多物种竞争共存模型,提出外来物种与本地物种竞争共存途径的两种假想:外来物种通过插队竞争与本地物种实现共存;外来物种通过等位竞争与本地物种实现共存.并提出根据外来物种在两种竞争共存模式下占据生境斑块比例的稳定值大小来判断外来物种和本地物种的竞争共存途径.根据两种假想,分别建立了外来物种插队竞争共存模型和等位竞争共存模型.通过应用数学软件Mathematica 4.0对两个模型进行了模拟,得出以下结论:在外来物种与本地物种竞争共存状态下,如果外来物种通过插队竞争与本地物种实现共存,当本地物种竞争力差异较大时,外来物种极易对本地稀少物种构成危害.虽然外来物种不会直接造成本地稀少物种的灭绝,但是会使本地稀少物种的生境斑块急剧减少,增加本地稀少物种灭绝的可能性,而当本地物种竞争力差异较小时,外来物种对本地所有物种的影响都较小.如果外来物种通过等位竞争与本地物种实现共存,无论本地物种竞争力差异大小与否,外来物种只是影响到与其生态位相同的本地物种,影响程度取决于外来物种侵入时所占据生境斑块的比例大小.     

温度和种间竞争对大型溞种群动态和两性生殖的影响

在20℃、25℃下,将大型溞和老年低额溞分别按7+3(B组),5+5(C组),3+7(D组)的组合进行混合培养,以及用单种培养(10+0(A组),0+10(E组))作为对照,研究了温度和种间竞争对大型溞种群动态和两性生殖的影响.实验结果表明:在混合培养时,大型溞对老年低额溞产生明显的竞争优势.20℃、25℃下,单种培养的老年低额溞最大种群密度分别为大型溞的2.31和1.97,而在混合培养下老年低额溞的种群密度明显低于大型溞,在实验25d后几乎全部死亡.25℃下两种溞的种群密度之间存在极显著的负相关性(C组:r=-0.508,n=30,P<0.01;D组:r=-0.483,n=30,P<0.01).在20℃、单种培养下,大型溞在首次产幼溞时即出现雄体,且种群密度与雄体密度呈显著的相关性(r=0.678,n=24,P<0.01).大型溞的最大雄体密度(106 ind.(200ml)~(-1))和最大雄体比例(36.8%)均出现在20℃、单种培养下.25℃下,大型溞在混合培养的B组和C组首次产幼溞时即出现雄体,且雄体在混合培养B组的比例达28.2%.大型溞在25℃、单种培养下没有产生卵鞍,在混合培养下总计产生66个卵鞍,其中空卵鞍占51.5%,而在20℃、混合培养下没有卵鞍产生.实验结果暗示:在较高的温度下,种间竞争刺激了大型溞雄体的产生和卵鞍的形成,高密度的雄体有助于大型溞孤雌生殖雌体向两性生殖雌体的转化.     

稻株上拮抗细菌的定殖及其对土著细菌的影响

在温室条件下,通过分批播种、接种纹枯病菌Rhizoctonia solani,以及在水稻分孽盛期喷雾拮抗细菌Pseudomonas fluorescens Pf7-14 (天然的抗萘啶酮酸菌株) 和B5423-R(Bacillus subtilis B5423的利福平抗性突变体)的菌悬浮液,并通过定期取样,平板系列稀释法回收,测定了菌株Pf7-14、B5423-R和土著细菌群体在水稻健株和纹枯病株上的种群数量,所获结果如下:①当相同的浓度(约2.0×108cfu/ml)的菌悬浮液喷雾到叶片时,菌株Pf7-14定殖的时间比菌株B5423-R长,且在相同的时间内,菌株Pf7-14的平均群体数量高于菌株B5423-R;②在健康的水稻茎部,菌株Pf7-14的两个高、低不同浓度处理的平均群体数量均表现出随时间降低的趋势;相比,较低浓度(4.0×107cfu/ml)的B5423-R在茎部的平均群体数量随着时间的下降,而较高浓度(2.0×108cfu/ml)的B5423-R的平均群体数量在水稻乳熟至黄熟期保持稳定或略有增长;③当病斑面积占取样茎面积的比率为20%～35%时,在应用1和14d后菌株Pf7-14在健茎的平均群体数量分别是病茎的6倍多和2倍多,差异均达到显著性的水平(P=0.05),而菌株B5423-R 在应用1d后病茎的数量比在健茎显著性地低大约1倍,但在7～14d后,病茎的数量比在健茎显著性地高5～6倍,群体在病茎表现出相对的增长;④土著细菌群体在病斑茎部是健茎的6～7倍.这些结果表明两类拮抗细菌有着明显不同的定殖习性,在病斑上B5423比Pf7-14具有更强的竞争能力,是一类更好的生防制剂;同时表明引入的拮抗细菌同土著细菌群体在营养和空间上竞争激烈,且土著细菌群体更具有竞争优势.     

地形与竞争因子对红松胸径与年龄关系的影响

森林年龄结构一直是森林生态学研究的重要内容之一,利用胸径指标间接推测树木年龄是获得森林年龄结构的有效手段。基于黑龙江省小兴安岭林区156株成熟红松解析木数据,分析成熟红松个体胸径与年龄之间关系,探讨地形与竞争因子对红松胸径与年龄关系的影响。研究结果表明:对所搜集的红松解析木数据,海拔、坡度、坡向、竞争因子等因素都对红松胸径与年龄关系产生影响,其中坡向与坡位对红松胸径-年龄关系影响最为明显,而竞争因子的影响较小并且在不同地形条件下表现出差异性。在南坡向-中坡位的红松个体,其胸径与年龄之间表现出了最佳的拟合效果。对地形与竞争因子的影响机理还有待于进一步研究。     

吉林蛟河针阔混交林树木生长的空间关联格局

以吉林蛟河21.12hm2(660m×320m)针阔混交林样地为对象,利用2009年和2014年森林生长观测数据,研究树木生长的空间自相关格局及其生境影响机制。在样地生境型划分结果的基础上,采用Ripley's L(r)函数分析不同生境型中树木种群空间分布特征;利用标记相关函数分析不同生境型中树木生长特征的空间关联格局。研究结果表明:(1)红松(生境型3:1—5m)、蒙古栎(生境型3:1—3m)、胡桃楸(生境型2:1—2m;生境型3:1—7m)、黄檗(生境型2:1—3m;生境型4:1—5m)、水曲柳(生境型3:1—2m;生境型4:1—2m)、瘤枝卫矛(生境型2:1—15m)在特定生境和空间尺度上呈随机分布,但空间格局仍以聚集性分布为主;其余10个物种则在全部0—30m尺度上呈聚集分布。(2)标记相关函数分析显示春榆、毛榛、色木槭、瘤枝卫矛和千金榆的径向生长至少在一个生境中表现出正相关格局;暴马丁香、胡桃楸、裂叶榆、瘤枝卫矛、水曲柳、紫椴、糠椴、毛榛、色木槭和白牛槭的径向生长至少在一个生境中表现出负相关格局;红松、黄檗、蒙古栎和簇毛槭的径向生长在全部尺度上均未检测到显著的空间关联格局。因此,不同树种径向生长的空间自相关特征不同,树种生长特征的空间关联格局具有明显的生境依赖性。     

施肥和刈割对垂穗披碱草（Elymus nutans）、中华羊茅（Festuca sinensis）和羊茅（Festuca ovina）种间竞争力的影响

试验选用青藏高原东部高寒草甸普遍存在的3种禾本科牧草垂穗披碱草(Elymus nutans)、中华羊茅(Festuca sinensis)以及羊茅(Festuca ovina)进行种间竞争的野外研究.通过测定3种牧草生物量的干重,对其进行方差分析并计算了相对产量总和(RYT)以及竞争率(CR).结果如下:对实验物种竞争率(CR)的分析表明垂穗披碱草的竞争力最强,中华羊茅次之,羊茅最差.施肥和刈割处理对于原来的竞争格局没有影响,即在施肥、刈割及其交互作用下3种牧草的竞争等级均是一致的.对试验物种混播的相对产量总和(RYT)的分析表明:在中华羊茅与垂穗披碱草的混播中,两种组成物种利用相同的资源,表现出相互竞争的趋势,这种趋势是非密度依赖的;垂穗披碱草和羊茅混播,在低密度时,羊茅和垂穗披硷草可以共享资源,但是随着密度增加,羊茅和垂穗披碱草表现出竞争相同资源的趋势;在中华羊茅和羊茅的混播中,二者在生长过程中能够共享资源,有相互促进的趋势,表现出共生的关系,且是非密度依赖的.     

基于Voronoi图的群落优势树种种内种间竞争

在浙江天目山国家级自然保护区内,选择典型常绿阔叶林设置样地,样地大小100m×100m。用全站仪测定每株树木坐标(x,y,z)。首先,用优势度分析法确定群落优势树种。其次,提出基于Voronoi图的V_Hegyi竞争指数,并对Hegyi、APA和V_Hegyi三种竞争指数进行比较分析。最后,采用V_Hegyi竞争指数分析常绿阔叶林的种内、种间竞争关系。结果表明:常绿阔叶林群落共有11个优势树种即细叶青冈(Cyclobalanopsis myrsinaefolia)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、短尾柯(Lithocarpus brevicau-datus)、豹皮樟(Litsea coreana)、白栎(Quercus fabri)、天目木姜子(Litsea auriculata)、黄连木(Pistacia chinensis)、榉树(Zelkovaschneideriana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、枫香(Liquidambar formosana)和黄檀(Dalbergia hupeana)。比较分析认为,V_Hegyi竞争指数既克服了用固定半径圆确定竞争单元的尺度不统一缺陷,又可进行种内、种间竞争分析,并保持竞争排序的稳定性,因此是优于Hegyi和APA的更合适的竞争指数,所以选择V_Hegyi竞争指数进行优势树种竞争分析。常绿阔叶林优势树种的种内竞争比种间竞争激烈。种内竞争最激烈的优势树种细叶青冈、青冈和短尾柯与其它优势树种的种间竞争强度也是最高的。反之,种内、种间竞争都较弱的优势树种包括豹皮樟、白栎、天目木姜子、黄连木、榉树、杉木、枫香和黄檀。多数优势树种存在1个主要竞争树种,很少有超过3个以上的情形。细叶青冈是群落最占优势的树种,具有最强烈的种内竞争。同时,也是所有其它优势树种的最大竞争者。