不同生境條件下大針茅表型特征及生物量分配格局的研究.pdf

1、大針茅是內(nèi)蒙古中東部草原重要的建群種，以它建群的群落不僅是內(nèi)蒙古中東部地區(qū)重要的草場，而且是京津地區(qū)的主要綠色屏障，具有不可忽視的生態(tài)和經(jīng)濟意義。目前，草原退化日趨嚴重，其實質(zhì)是群落中植物的繁殖平衡被打破，因此，以植物繁殖為核心，通過資源配置的研究揭示植物對環(huán)境的適應機理就顯得非常必要。 本文以我國溫帶半干旱草原的典型代表—錫林郭勒草原為研究區(qū)域，在較大氣候尺度范圍內(nèi)選擇了存在水熱組合梯度的三個樣地，并在較小尺度內(nèi)選擇了在氣候條

2、件上基本一致，而主要存在土壤水分和養(yǎng)分差異的兩個樣地，比較分析了兩個尺度下大針茅植株的表型特征及資源分配格局對不同空間尺度異質(zhì)性的響應規(guī)律，并分析了植株齡級對生長和繁殖的影響，為揭示大針茅種群的生態(tài)適應對策提供一定的實驗證據(jù)。主要研究結(jié)果如下： 1．在不同生境條件下，大針茅的表型特征表現(xiàn)出一定的可塑性反應，但變化趨勢隨尺度不同而不同。在小尺度范圍內(nèi)，大針茅植株的營養(yǎng)生長特性和有性繁殖特性在資源有效性較高的坡底生境中較高；而在較大

3、的地理尺度上，大針茅的植株大小和有性繁殖器官數(shù)量特征均以生境最貧瘠、干旱的錫西種群最高。大針茅在不同生境中的表型分化反映了植物對異質(zhì)性生境的適應性，但影響表型特征變化的因素是復雜的，是周圍的生物因子和非生物因子綜合作用的結(jié)果。 2．兩種尺度下大針茅植株地上生物量和地下生物量的資源分配格局不同。在小尺度下，土壤水分和養(yǎng)分的差異導致了大針茅在較干旱、貧瘠的生境中根冠比較大；在大尺度下，氣候的分異 (降水、溫度) 導致根冠比隨生境溫度

4、的升高和干旱的加重而降低，表現(xiàn)出水熱因子綜合作用的結(jié)果。大針茅植株在不同環(huán)境條件下生長格局的變化是其適應異質(zhì)性生境的重要生態(tài)對策。 3．兩種尺度下大針茅的繁殖格局隨生境條件的變化而有規(guī)律的變化。小尺度下，在土壤條件較好的生境中，大針茅的有性繁殖分配比例較高，營養(yǎng)繁殖分配比例較低；在較大尺度下，大針茅的有性繁殖分配比例隨著生境條件的惡化而增大。由此可知，在一定范圍內(nèi)，有性繁殖分配隨資源可利用性的增加而增加，但超出一定范圍之后，繁殖

5、分配則隨資源可利用性的減小而增加?？梢?，不同生境條件顯著影響著大針茅的繁殖分配模式，使其在特定條件下形成最優(yōu)的繁殖策略。 4．兩種尺度下大針茅植株的有性繁殖器官數(shù)量、大小和繁殖分配均與個體大小呈正相關(guān)關(guān)系，即大針茅具有繁殖的個體大小依賴性。 5．大針茅植株從成年期發(fā)展到老齡期的過程中，株叢變大、個體增大，但繁殖器官大小均沒有顯著增加；營養(yǎng)繁殖分配比例增加，有性繁殖分配比例下降；根部分配比例和根冠比增加。這說明大針茅的老齡

6、植株和成年植株分別采取不同的資源分配策略來適應環(huán)境，這些變化趨勢并不隨環(huán)境條件的變化而改變。 6．關(guān)聯(lián)度分析表明，在較小的尺度上，6 個生物因子對大針茅種群繁殖分配的影響大小順序為：總生物量>地上部生物量>營養(yǎng)枝數(shù)>營養(yǎng)枝高>生殖枝數(shù)>生殖枝高；6個環(huán)境因子的影響大小順序為：土壤含氮量>土壤含水量>土壤有機質(zhì)含量>土壤pH值>海拔高度>土壤有效磷含量，其中0～10cm和20～30cm的土壤含水量對大針茅的繁殖具有重要意義。在較大