短命植物碎米薺繁殖特性和異速生長(zhǎng)指數(shù)對(duì)環(huán)境異質(zhì)性的響應(yīng)及其機(jī)制.pdf

1、植物在響應(yīng)自然選擇壓力時(shí)進(jìn)化出了許多異速生長(zhǎng)模式，密度以及如今發(fā)生急劇變化的全球生態(tài)環(huán)境均成為自然界的重要選擇壓力。本文以碎米薺屬的短命植物碎米薺為研究對(duì)象，采用開(kāi)頂式生長(zhǎng)室模擬增溫、光照強(qiáng)度、水分脅迫及不同基質(zhì)與播種密度交互處理的方法，開(kāi)展了不同環(huán)境條件及播種密度對(duì)碎米薺的種子萌發(fā)、生長(zhǎng)特征、生物量積累及分配格局、開(kāi)花物候與結(jié)實(shí)特性的研究，以此來(lái)探討其如何影響碎米薺的異速生長(zhǎng)以及碎米薺表現(xiàn)出的生態(tài)適應(yīng)特征，從而為合理利用和保護(hù)短命植物

2、資源提供科學(xué)依據(jù)和理論支持，本文主要研究結(jié)論如下：
　　（1）模擬增溫對(duì)碎米薺種子萌發(fā)率及萌發(fā)指數(shù)無(wú)顯著影響，顯著促進(jìn)了碎米薺株高的增長(zhǎng)及莖生物量的積累，同時(shí)，增溫（OTC）極顯著的促進(jìn)總?cè)~面積、平均葉面積和葉面積比的增加，從而其各變量間的異速指數(shù)變得更大，但對(duì)葉片數(shù)及分枝數(shù)的影響不顯著。OTC和CK的開(kāi)花物候進(jìn)程存在差異，OTC的始花期與開(kāi)花高峰期均比CK明顯推遲，而終花期提前，花期持續(xù)時(shí)間較CK短。此外，模擬增溫顯著的增加了碎

3、米薺的果實(shí)數(shù)、果實(shí)長(zhǎng)及種子數(shù)，但降低了其果實(shí)寬及千粒重。表明增溫促進(jìn)了植物的新陳代謝和光合作用，從而促進(jìn)植物葉片和株高的生長(zhǎng)、莖生物量的積累以及結(jié)實(shí)，且使得植物集中開(kāi)花，以順利完成整個(gè)生活史。另外異速生長(zhǎng)關(guān)系由于增溫也發(fā)生了改變，且密度制約的效果明顯。
　?。?）碎米薺種子萌發(fā)率隨光照強(qiáng)度的減弱而升高。在密度壓力及遮蔭的條件下，有限的資源使得植株不能長(zhǎng)出更多葉片，植株通過(guò)增加株高、增大葉面積來(lái)增加受光面積使植株更好地進(jìn)行光合作用，

4、因而總?cè)~面積與密度的回歸斜率在CK處理中變得平緩。同時(shí)，遮蔭導(dǎo)致植株光合作用減弱，光合產(chǎn)物總量下降，因而分枝數(shù)減少，結(jié)實(shí)能力降低，生物量下降，但植株投入到莖和葉的生物量比例增加，且各器官生物量間的異速指數(shù)隨光強(qiáng)的變化符合最適分配理論。不同光強(qiáng)處理間的開(kāi)花物候進(jìn)程均存在差異，S1（75％遮光度）的始花期、開(kāi)花高峰時(shí)間、終花期較CK和S2（90%遮光度）極顯著提前，而S2均明顯比CK推遲。說(shuō)明遮蔭嚴(yán)重時(shí)碎米薺采取推遲開(kāi)花的策略，為了減少不利

5、環(huán)境的傷害，且異速生長(zhǎng)關(guān)系隨光照條件的變化表現(xiàn)出其良好的適應(yīng)性。
　?。?）碎米薺種子萌發(fā)率隨著水分減少而降低。水分脅迫的加劇極顯著的降低了植株株高、總?cè)~面積、平均葉面積及分枝數(shù)，而增加了葉面積比、葉面積指數(shù)。水分虧缺時(shí)，生物量積累顯著減少，光合作用產(chǎn)物傾向于轉(zhuǎn)移到地下部分，以促進(jìn)根系生長(zhǎng)，獲得更多水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)增強(qiáng)自身競(jìng)爭(zhēng)能力。各密度及水分處理間的開(kāi)花進(jìn)程較為不同，較高密度花期持續(xù)時(shí)間短，W3（1次/4d澆水）的始花日期明顯比

6、W1（1次/1d澆水）與W2（1次/2d澆水）推遲，且開(kāi)花持續(xù)時(shí)間明顯縮短，開(kāi)花數(shù)與各結(jié)實(shí)特性均顯著低于W1與W2。同時(shí)碎米薺各變量間的異速指數(shù)在水分虧缺時(shí)減小，反映了其對(duì)水分脅迫的適應(yīng)，但此適應(yīng)也有一個(gè)限度，超過(guò)了就限制其生長(zhǎng)發(fā)育。
　?。?）不同基質(zhì)處理間的種子萌發(fā)率無(wú)顯著差異，而萌發(fā)指數(shù)則是J2（沙土）顯著高于J1（黃土）、J3（草炭土）。J2株高在生長(zhǎng)后期極顯著大于J1、J3，而總?cè)~面積顯著低于J1、J3，J3的葉片數(shù)顯著

7、多于J1和J2，葉面積比則為J1＞J3＞J2，而平均葉面積、葉面積指數(shù)及分枝數(shù)無(wú)顯著差異。生長(zhǎng)后期 J3的總生物量超過(guò)J1、J2，而各器官生物量積累均無(wú)顯著差異。J3的根冠比及根生物量比極顯著低于J1、J2，而其相對(duì)生長(zhǎng)速率則極顯著高于J1、J2；J2的莖生物量比極顯著高于J1、J3，而其繁殖分配為極顯著低于J1、J3。J2的株高與根長(zhǎng)及莖粗、莖與根生物量的異速指數(shù)最大均說(shuō)明其莖生長(zhǎng)速率快。J2的始花時(shí)間及終花期均較為提前，而開(kāi)花高峰時(shí)