木本植物中國沙棘克隆生長對(duì)光照和灌水強(qiáng)度的響應(yīng).pdf

1、光照和土壤水分是植物最必需的資源之一，它對(duì)植物的生長、維持和繁殖具有極其重要的作用，在干旱缺水且異質(zhì)性相當(dāng)高的毛烏素沙地尤其如此。在自然條件下，由于光照和土壤水分的有效性在時(shí)間、空間以及時(shí)空耦合尺度上通常呈異質(zhì)性分布。因此，在克隆生長過程中，克隆植物可以通過自身的表型可塑性調(diào)節(jié)適應(yīng)不同的環(huán)境條件。這種表型可塑性主要包括克隆生長特征(如分株數(shù)量)的可塑性和涉及克隆分株與資源獲取結(jié)構(gòu)空間放置的克隆形態(tài)特征(如子株的放置)的可塑性。在克隆生長

2、過程中，它們與植物種群的生態(tài)適應(yīng)對(duì)策密切相關(guān)，且相互依賴，并在生長過程具有協(xié)同現(xiàn)象和拮抗現(xiàn)象，也存在明顯的權(quán)衡關(guān)系。但在某些情況下它們即可以表現(xiàn)為克隆生長特征也可以表現(xiàn)為克隆形態(tài)特征，因此，在這些情況下難以將克隆生長特征和克隆形態(tài)特征嚴(yán)格區(qū)分開來。目前，在這一方面已有許多研究表明，在不同資源供應(yīng)水平條件下，克隆植物在生長與形態(tài)等方面均具有較強(qiáng)的可塑性，而不同植物間其可塑性反應(yīng)的強(qiáng)弱、趨勢(shì)和機(jī)理卻并不完全一致，具有一定差異。因此，通過該類

3、研究將有助于理解植物克隆生長的生態(tài)適應(yīng)意義。以往的研究主要以1、2年生和多年生草本植物為對(duì)象，對(duì)木本克隆植物的研究較少。并且許多實(shí)驗(yàn)基于野外觀測(cè)和調(diào)查，資源梯度范圍較窄，只能定性分析生態(tài)學(xué)意義，難以定量指導(dǎo)克隆生長的調(diào)控。與草本植物相比，木本植物的克隆生長調(diào)節(jié)不僅具有生態(tài)適應(yīng)意義，而且使種群年齡和高度結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈分化，在維持克隆持久性和種群穩(wěn)定性方面具有重要價(jià)值。為此，本文以干旱為背景的毛烏素沙地典型木本克隆植物中國沙棘(llippopha

4、e thamruodes L.subsp sinensis)為對(duì)象，利用遮陽網(wǎng)產(chǎn)生的光照梯度和通過調(diào)節(jié)灌水間隔期來控制灌水強(qiáng)度，以毛烏素沙地平坦地段6a人工林為研究材料，采用2x2回歸設(shè)計(jì)，并汲取拉丁方和隨機(jī)排列的優(yōu)點(diǎn)，研究不同光照強(qiáng)度和灌水強(qiáng)度條件下中國沙棘克隆生長的克隆生長調(diào)節(jié)，期望通過回歸分析建立相應(yīng)的量化模型和尋找最佳光照和灌水強(qiáng)度，以豐富木本克隆植物種群生態(tài)學(xué)內(nèi)容，同時(shí)也為人工林的定向培育和生長調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果表明：

5、
　　 1.中國沙棘克隆生長對(duì)灌水強(qiáng)度的響應(yīng)：(1)中國沙棘母株生長量增幅與每月灌水次數(shù)之間的回歸關(guān)系呈二次拋物線，即增幅隨著灌水次數(shù)的增加先升后降，但它們之間對(duì)不同灌水強(qiáng)度的響應(yīng)具有一定差異。其中樹高、地徑增幅最大時(shí)的灌水次數(shù)為每月4次(每次每棵母株灌水20kg)，年總灌水量約為年均降水量的1.8倍；冠幅增幅最大時(shí)的灌水次數(shù)為每月5次，年總灌水量約為年均降水量的2.1倍。(2)中國沙棘種群及其構(gòu)件生物量增幅與每月灌水次數(shù)之間的

6、回歸關(guān)系呈二次拋物線，增幅最大時(shí)的灌水次數(shù)為每月4次，年總灌水量約為年均降水量的1.8倍。(3)子株數(shù)量(密度)和地下克隆生長格局參數(shù)增幅與每月灌水次數(shù)之間的回歸關(guān)系呈二次拋物線，種群覓養(yǎng)強(qiáng)度也表現(xiàn)出類似變化。增幅最大時(shí)的灌水次數(shù)為每月3次，年總灌水量約為年均降水量的1.5倍。
　　 2.中國沙棘克隆生長對(duì)光照強(qiáng)度的響應(yīng)：(1)中國沙棘種群生長量增幅與光照強(qiáng)度之間的回歸關(guān)系呈二次拋物線，但它們之間對(duì)光照強(qiáng)度的響應(yīng)具有一定差異。其

7、中，母株地徑和冠幅增幅最大時(shí)的透光率為60％-61％，樹高增幅最大時(shí)的透光率為48％。子株生長量增量最大時(shí)的透光率為54％～59％。(2)種群及其構(gòu)件生物量增幅與光照強(qiáng)度的關(guān)系呈二次拋物線，增幅最大時(shí)的透光率為53％-54％。同時(shí)隨著光照強(qiáng)度的降低，種群地上部分生物量所占比例呈先增后降趨勢(shì)，類似二次拋物線，地下部分生物量所占比例恰好相反，呈先降后增趨勢(shì)；在較低或較高的光照強(qiáng)度條件下，種群對(duì)地下部分生物量投資較大，相反在最佳光照強(qiáng)度條件下