祁连山高寒草甸两型闭锁花植物块茎堇菜的繁殖分配

青藏高原及其边缘地区特有的块茎堇菜(Viola tuberifera)是典型的两型闭锁花结实植物,通过开放花、地上、地下闭锁花进行有性繁殖。为探讨其如何通过繁殖资源权衡适应高海拔环境,选择祁连山高寒草甸3个海拔梯度下块茎堇菜为对象,研究了其闭锁花盛花期的繁殖分配特征。结果发现,1)块茎堇菜营养生长和繁殖间、地上和地下闭锁花有性繁殖分配间存在权衡关系,有性和无性繁殖间可能存在权衡;2)块茎堇菜的有性繁殖分配具个体大小依赖性,与个体大小呈负幂指数相关;3)随海拔升高,总生物量显著减小(P0.05),总有性繁殖分配下降,其中地上闭锁花繁殖分配下降,但地下闭锁花繁殖分配略有上升。繁殖方式也随海拔发生变化,在低海拔(2 800 m)以地上闭锁花为主,高海拔(3 100 m)以地下闭锁花和鳞茎为主。研究结果表明,块茎堇菜可能通过权衡地上和地下闭锁花的资源分配来获得最大的繁殖成效,以适应高海拔环境变化,保障在高寒环境中的生存和繁衍。     

荒漠草原不同土壤生境猪毛蒿个体大小依赖的繁殖分配

植物繁殖分配是生活史理论的核心问题,一直受到生态学家们的关注。为了研究荒漠草原异质生境下植物的繁殖分配策略,本研究以生长在风沙土、灰钙土和基岩风化残积土生境下的猪毛蒿为研究对象,调查了不同个体大小的猪毛蒿生物量特征,分析了生物量间的相关关系和位置效应,讨论了繁殖器官的绝对投入量及其繁殖分配特点。结果表明:基岩风化残积土生境下猪毛蒿的地上生物量和地下生物量、营养器官生物量和生殖器官生物量、繁殖体数量和繁殖体重量等均小于风沙土和灰钙土生境。单株猪毛蒿上、中、下部的地上生物量、繁殖体数量、繁殖体重量和单个头状花序重量均未表现出资源投入的差异性(P>0.05)。繁殖器官生物量的绝对投入(lg R)随着个体大小(lg V)的增大而增加,表现出极显著正相关关系(P<0.001),说明猪毛蒿对营养生长和繁殖的资源投入是同时增加的。基岩风化残积土、风沙土和灰钙土生境下猪毛蒿的繁殖阈值分别为2.07、1.96和1.99 g,其繁殖分配和个体大小均呈现出负相关关系(P<0.05)。不同土壤生境下猪毛蒿单个头状花序重量和个体大小、每株头状花序数量间均呈负相关关系,这种差异性一定程度上反映了种群资源配置的表型可塑性,但这些权衡间没有显著的相关关系(P>0.05)。     

3种龙胆科植物的资源分配对策

选择青藏高原东缘同一生境类型下具有不同交配系统特点和不同传粉者丰度的3种龙胆科植物湿生扁蕾(Gentianopsis paludosa)(自花授粉)、祁连獐牙菜(Swertia przewalskii)(高昆虫访问异花授粉)和线叶龙胆(Gentiana farreri)(低昆虫访问异花授粉)为对象,研究其资源分配特征。结果表明,1)3种植物的花粉胚珠比例(P/O)存在显著差异(P0.05),湿生扁蕾的P/O显著低于另外两种异花授粉植物的(P0.05),祁连獐牙菜的P/O显著低于线叶龙胆的(P0.05);2)3种植物的繁殖分配比例存在差异,湿生扁蕾的繁殖分配比例显著高于另外两种异花授粉植物的(P0.05),线叶龙胆的繁殖分配比例显著高于祁连獐牙菜的(P0.05);3)在繁殖分配比例与个体大小关系上,湿生扁蕾与其个体大小不存在显著相关关系(P0.05),而另外两种异花授粉植物则与其各自个体大小之间存在显著负相关关系(P0.05)。研究表明,交配系统类型和传粉者丰度与植物的资源分配模式有关,尽管3种植物的繁殖绝对投入量都与其个体大小显著正相关(P0.05),但自花授粉植物相对于异花授粉植物具有较高的繁殖分配比例,并且这种较高的繁殖分配比例不受个体大小影响,这种高繁殖投入的资源分配模式可能与自花授粉植物具有繁殖保障,从而降低其繁殖代价有关。     

不同生境大托叶猪屎豆构件生物量分配的权衡特征

为探讨生境对大托叶猪屎豆（Crotalaria spectabilis）构件生物量分配及其权衡关系的影响,本研究选择林下和裸地2种生境,通过野外调查取样和室内分析,研究了大托叶猪屎豆构件生物量分配特征、异速生长关系及其在生境间的差异性和权衡特征。结果表明,裸地生境大托叶猪屎豆各器官干重、全株干重及繁殖分配比例均显著高于林下,但其根冠比和茎生物量比则显著低于林下。林下生境构件生物量之间多为异速生长关系,而裸地生境多为等速生长关系,但2种生境下繁殖分配速率均显著高于其他构件。繁殖分配比例随个体增大显著增加,而茎与叶生物量分配则显著降低,呈现相反的个体大小依赖性。可见,大托叶猪屎豆在面对变化环境时不同器官间具有显著的资源分配调整与权衡。     

海拔对钝裂银莲花不同花色居群间繁殖特征及繁殖分配的影响

通过野外采样对青藏高原东部高寒草甸4个海拔梯度间3种花色钝裂银莲花的繁殖性状和繁殖分配进行了研究。结果发现: 1) 3种花色钝裂银莲花对花和茎的投入比例均随着海拔的升高而增大,叶的投入比例均随着海拔的升高而减少。2) 3种花色钝裂银莲花的花数目均随着海拔升高而减少;单花面积和单花重均随着海拔升高极显著增大;花展示面积、繁殖投入和繁殖分配随着海拔升高而增大。3) 不同海拔梯度下,同花色钝裂银莲花其个体大小与花数目、单花重、花展示面积及繁殖投入均呈极显著正相关,与单花面积均呈显著正相关,且海拔直接对这些繁殖特征产生了影响;同一花色钝裂银莲花的个体大小与繁殖分配间均无固定模式。研究表明,海拔对不同花色钝裂银莲花的繁殖特征和繁殖分配有着重要的影响,且不同花色钝裂银莲花繁殖特征和繁殖分配对海拔的升高均做出了提高繁殖适合度的适应性调整,但海拔并不是影响钝裂银莲花繁殖策略的唯一因子。     

藏北高寒草甸不同退化阶段植物群落特征及其繁殖分配研究

以西藏北部羌塘草原高寒草甸为研究对象,研究不同退化阶段草地植物群落特征及16种主要组分种的繁殖分配,试图揭示多年生草本植物及其繁殖分配与草地退化程度的关系。结果表明:随着退化程度的加剧高寒草甸植物群落内优势植物发生明显变化,草地群落的各项指标随着草地退化程度的增加而降低;退化程度对群落内物种个体生物量大小和生物量分配有着显著影响,伴随退化程度的加剧各物种对繁殖的绝对投入所受影响不明显,但繁殖投入升高。在群落水平上,草地退化使植物群落繁殖分配增加,茎分配和叶分配减少。不同植物群落内共有种繁殖分配存在差异,表明其繁殖分配跟退化程度有关;植物繁殖投入随退化程度的变化,反映了植物繁殖对策和繁殖投入在生活史特征中的可塑性。     

垂穗披碱草个体大小依赖的繁殖分配与种群密度的关系

研究了垂穗披碱草在不同密度条件下的繁殖能力与个体大小的关系。结果表明：１）垂穗披碱草能够进行有性繁殖的个体比例随密度的增加而下降;２）平均每个个体的繁殖体重量随密度的增加而明显下降;３）个体繁殖体重量与地上部生物量间呈显著的线性关系,而回归斜率则随密度的增加而略有下降;４）繁殖分配比例未随密度发生明显的变化。由此可见,竞争对垂穗披碱草繁殖分配的影响不大,其繁殖体大小随密度的可塑性变化是由于个体总生物量随密度的可塑性变化所致。繁殖分配比例与个体大小间没有明显的相关性,进一步说明了垂穗披碱草的繁殖分配比例为一定值。     

垂穗披碱草个体大小依赖的繁殖与种群密度的关系

了垂穗披碱草在不同密度条件下的繁殖能力与个体大小的关系。结果;１）垂穗披草能够进行有性繁殖的个体比例随密度的增而下降;２）平均每个个体的系列体重量随密度的增加而明显下降;３）个体繁殖体坦与地上部生物量间呈显著的线性关系;而回归斜则随密度的增中而略下下降;（４）毓分配比例未随密度发生明显的变化。由此可见,竞争对皮碱草繁殖分配的影响不大,其繁殖体大小随密度的可塑性变化是由于个体总生物量随密度的可塑性变     

燕麦的繁殖分配与繁殖输出

在不同密度条件下，燕麦的繁殖能力与个体大小等关系行存以下4个方面的表现：1．繁殖分配比例值变化不明显；2．个体大小与密度梯度呈负相关；3．繁殖体数量与密度梯度呈负相关；4．繁殖体重量在密度梯度上的差异不显著     

内蒙古荒漠草原4种优势植物生物量分配对不同放牧强度的响应

放牧是荒漠草原主要利用方式之一,生物量是生态系统获取能量能力的主要体现。目前对荒漠草原优势植物生物量分配及权衡研究相对缺乏。本研究以内蒙古荒漠草原为研究对象,设置3个不同放牧梯度(轻度放牧,中度放牧,重度放牧),并以不放牧作为对照,通过对群落特征和4种优势植物短花针茅(Stipa breviflora)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、冷蒿(Artemisia frigida)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)生物量进行分析,揭示不同放牧梯度下优势植物生物量分配特征及生物量权衡机制。结果表明：随着放牧强度增加,荒漠草原群落地上、地下生物量、凋落物、盖度、4种优势植物地上地下生物量呈降低趋势;4种优势植物生物量均表现出向地下权衡,且随着放牧强度增加,权衡值变大;4种优势植物地上地下生物量均与群落盖度和凋落物含量呈显著正相关关系,冷蒿和银灰旋花根冠比均与群落盖度和凋落物含量呈显著负相关关系。本研究为理解地上地下生物量分配提供了一个新的视角和方法。     

水分胁迫下雌雄异株植物草繁殖策略的可塑性调节

研究雌雄异株草本植物应对环境胁迫的繁殖策略及生殖分配可塑性,对发展雌雄异株植物的生活史进化理论和该类植物资源保护利用具有重要意义。实验以草为材料,通过设置轻度（LS）、中度（MS）、重度（RS）水分胁迫梯度,研究雌、雄单株的花芽分化、生物量分配、花穗性状、花药（或子房）数、花粉数及活力等与生殖生长相关的可塑性。结果表明：1）草通过提前花芽分化应对水分胁迫,雄株先于雌株进入生殖生长（P ＜0．01）。2）雄株增加生殖分配应对 LS 胁迫,雌株减少花穗生物量应对水分胁迫;在 RS 胁迫时雄株的生殖分配为雌株的近3倍。3）草通过减少花穗数应对胁迫,雄株显著增加单个花穗的小花数来应对轻中度缺水（P ＜0．05）,雌株则减少开花频次降低水分胁迫下生殖能量消耗。4）轻中度水分胁迫对雌株子房宽度无显著影响;中重度胁迫虽使雄株显著缩短了花药长度、减少了单个花药的花粉数（P ＜0．05）,但花粉大小、花粉活性受影响较小。5）雄株花穗的 POD 和 SOD活性显著高于雌株,雄株对水分胁迫更加敏感。在水分胁迫下,草在生存和防御功能稳定的基础上,可以通过协调分配有限资源,实现有性繁殖来完成草本植物较为短暂的生活史。     

狼毒种群生殖构件数量特征与生殖配置研究

研究了内蒙古东部退化草原3个放牧演替阶段内狼毒种群的生殖构件数量特征、生殖配置及其与年龄的关系.结果表明,极牧阶段每株花序数、每花序花蕾数、每花序花数显著高于重牧、过牧阶段(P<0.05),而千粒重在3个演替阶段之间差异不显著(P>0.05);6～14龄植株的花蕾数、花数、种子数随着年龄增大而增加,自15龄以后趋于稳定;老龄植株仍保持一定的繁殖能力.狼毒种群最小生殖年龄为6龄,最大生殖年龄为19龄;在同一个演替阶段内,均以花期的生殖配置值最高;地上生物量生殖配置平均为8.62%,茎、叶、生殖构件的总体配置格局为茎∶叶∶生殖构件＝5∶6∶1.放牧干扰未对狼毒种群的生殖配置格局产生显著影响;相对稳定的低生殖配置和长寿命可能是有利于该种群的生存与延续的生活史策略.     

水分胁迫下雌雄异株植物葎草繁殖策略的可塑性调节

研究雌雄异株草本植物应对环境胁迫的繁殖策略及生殖分配可塑性,对发展雌雄异株植物的生活史进化理论和该类植物资源保护利用具有重要意义。实验以葎草为材料,通过设置轻度(LS)、中度(MS)、重度(RS)水分胁迫梯度,研究雌、雄单株的花芽分化、生物量分配、花穗性状、花药(或子房)数、花粉数及活力等与生殖生长相关的可塑性。结果表明:1)葎草通过提前花芽分化应对水分胁迫,雄株先于雌株进入生殖生长(P＜0.01)。2)雄株增加生殖分配应对LS胁迫,雌株减少花穗生物量应对水分胁迫;在RS胁迫时雄株的生殖分配为雌株的近3倍。3)葎草通过减少花穗数应对胁迫,雄株显著增加单个花穗的小花数来应对轻中度缺水(P＜0.05),雌株则减少开花频次降低水分胁迫下生殖能量消耗。4)轻中度水分胁迫对雌株子房宽度无显著影响;中重度胁迫虽使雄株显著缩短了花药长度、减少了单个花药的花粉数(P＜0.05),但花粉大小、花粉活性受影响较小。5)雄株花穗的POD和SOD活性显著高于雌株,雄株对水分胁迫更加敏感。在水分胁迫下,葎草在生存和防御功能稳定的基础上,可以通过协调分配有限资源,实现有性繁殖来完成草本植物较为短暂的生活史。     

松嫩平原扁秆藨草种群生殖株构件表型可塑性及生长分析

采用大样本取样野外实地测定方法,对松嫩平原扁秆藨草(Scirpus planiculmis)种群生殖株的数量性状和生殖分配规律进行了分析。结果表明,在籽实成熟期,扁秆藨草种群生殖株各数量性状具有较大的表型可塑性。变异系数以种子生物量最大,为81.63%;其次为种子生殖分配73.14%;株高最小,为13.11%。扁秆藨草种群生殖株表型可塑性遵循着规律性,即随着株高和株生物量的增加,茎叶生物量呈幂函数增加,花序生物量呈直线增加;生殖分配随着株高和株生物量的增加呈幂函数或指数减少。     

松嫩平原不同生境芦苇生殖分株的异速生长分析

通过乳熟后期大样本随机取样,对松嫩平原季节性积水的单优种芦苇群落和旱地生境羊草+芦苇群落的芦苇生殖分株数量特征进行了定量分析。结果表明,2种生境除花序长和花序生物量外,分株高、构件生物量、分株生物量、生殖生长比率和构件生物量分配间均达到显著差异。2种生境绝对数量性状中花序生物量变异系数最高,分别为57.73%和49.87%;相对数量性状中生殖分配的变异系数最高,分别为36.17%和39.44%。株高与花序长呈正相关,但与生殖生长比率呈负相关趋势。在构件生物量分配关系中,生殖分配和生产分配、生产分配和茎生物量分配均呈极显著的幂函数异速生长关系。揭示了不同生境条件下芦苇较强的调节生殖分配能力,体现了植物个体生长与生殖策略。     

不同生境角果毛茛种群生物量分配与生长分析

于2015年5月采用野外生态学实验方法和室内分析相结合方法对伊犁塔克尔莫乎尔沙漠四爪陆龟保护区和林地生境内短命植物角果毛茛(Ceratocephalus testiculatus)种群生物量分配和生长进行比较研究。结果表明,保护区样地角果毛茛种群株高、总生物量、叶、花葶和果序生物量均显著高于林地(P0.05),根生物量无差异(P0.05);但根、叶和花葶生物量分配却显著低于林地(P0.05),仅果序生物量分配显著高于林地(P0.05)。两样地内叶、花葶和果序生物量随总生物量增加呈幂函数形式增长,根生物量呈线性增长,均以林地增长速率为高;生殖分配Ⅰ(果序生物量/总生物量)和Ⅱ(花葶生物量/总生物量)所占比值相对稳定,受株高和总生物量变化影响甚小。保护区样地叶生物量变化显著影响着根生物量和生殖生物量(P0.05),而在林地内仅极显著影响着生殖生物量(P0.01)。角果毛茛种群通过调节营养构件和生殖构件生物量及其分配速度以适应多变环境,保证在短的生长期内达到生殖成功并使生殖分配比率最大。