水分虧缺對(duì)春小麥和三葉草單物種種群自疏的影響.pdf

1、自從Yoda提出-3/2-方自疏法則以來(lái)，自疏引起了人們的廣泛興趣。從肯定自疏法則的正確性、普適性，到質(zhì)疑它，又到發(fā)展它。到現(xiàn)在為止，關(guān)于自疏的內(nèi)在機(jī)制，形成了各種假說(shuō)。在本研究中，根據(jù)前人的工作提出假說(shuō)：限制因子是種群自疏的關(guān)鍵原因和最根本的驅(qū)動(dòng)因子。并試圖以水分梯度下的春小麥和三葉草種群為研究對(duì)象，驗(yàn)證該假說(shuō)。 在春小麥實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)了兩個(gè)播種密度(3000，10000/m2)和兩個(gè)水分梯度(正常水分，干旱處理)，在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)

2、取樣5次。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)處理?xiàng)l件下的干旱處理對(duì)自疏線的斜率和截距無(wú)顯著性影響。與正常水分條件下的種群相比，水分脅迫條件下種群密度下降的時(shí)間延遲。在正常水分條件下的自疏斜率為-1.488，與-3/2無(wú)顯著差異，自疏過(guò)程遵循-3/2-方法則。而水分脅迫條件下的自疏斜率為-1.350，盡管顯著低于-3/2，但與正常水分條件下的-1.488無(wú)顯著差異。與正常水分條件下的種群相比，水分脅迫條件下地上生物量的積累速率顯著下降。這表明-3/2-方自

3、疏方程的指數(shù)對(duì)水分脅迫不敏感，至少不如地上生物量積累速率對(duì)水分脅迫敏感。同時(shí)，在各密度處理中，不同水分條件下的株高-地上生物量關(guān)系無(wú)顯著差異。 在春小麥的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，2004年以三葉草為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)不同水分脅迫程度對(duì)自疏的影響。設(shè)計(jì)了兩個(gè)播種密度(20000，50000/m2)和四個(gè)水分梯度(正常水分CW-1、輕度干旱CW-2、中度干旱CW-3和嚴(yán)重干旱CW-4)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著水分脅迫的加劇，三葉草種

4、群的地上部自疏線逐步漸進(jìn)的下降，而地下部根的自疏線則逐步漸進(jìn)的升高。在水分條件較好的CW-1、CW-2種群?jiǎn)挝幻娣e的地上生物量隨密度的降低而升高，單位面積的根生物量隨密度的降低而降低；在水分條件較差的CW-3種群?jiǎn)挝幻娣e的地上生物量則基本保持恒定，單位面積的根生物量隨密度的降低而升高；而在水分條件最差的CW-4種群則是單位面積的地上生物量呈下降趨勢(shì)，單位面積的根生物量則無(wú)顯著相關(guān)性。分析認(rèn)為隨著水分脅迫逐漸加劇，地上部競(jìng)爭(zhēng)的強(qiáng)度逐漸減弱

5、，而地下部根競(jìng)爭(zhēng)的強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。通過(guò)對(duì)異速生長(zhǎng)參數(shù)的考察發(fā)現(xiàn)，種群內(nèi)個(gè)體幾何株型在不同水分條件下的變化趨勢(shì)與地上部自疏線的變化具有同步性。沿水分虧缺的梯度，個(gè)體的向上生長(zhǎng)和徑向生長(zhǎng)均逐漸減弱，根莖比逐漸升高。進(jìn)一步印證了水分脅迫條件下地上部競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度與地下部競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度有相反的變化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)。 根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了本文提出的植物種群自疏最終是由限制因子驅(qū)動(dòng)的假說(shuō)。在營(yíng)養(yǎng)充分的正常水分條件下，因?yàn)樯L(zhǎng)空間有限，個(gè)體間互相遮陰而使得