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放牧、施肥和光照对两种克隆植物繁殖分配的影响

作　者: 郑伟
导　师: 朱志红；朱进忠
学　校: 新疆农业大学
专　业: 草业科学
关键词: 资源可利用性种内竞争放牧强度繁殖分配克隆植物
分类号: S812.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本文以高寒矮嵩草草甸的植物种群——垂穗披碱草和鹅绒委陵菜为对象，对这两种克隆植物在家畜放牧实验和盆栽实验中繁殖分配规律和生活史策略进行了研究。从而系统的了解了这两种种群的繁殖分配规律和在各种不同生境下繁殖对策的变化，认识了放牧干扰和资源可利用性（土壤养分和光照）的竞争影响植物种群繁殖分配的规律，并讨论了高寒草甸克隆植物种群生活史的进化机制。家畜放牧实验设4个放牧强度处理，于1998年至2002年进行了5年的放牧实验，并于2003年对其进行计测。分别以垂穗披碱草和鹅绒委陵菜繁殖分配和营养生长为基础，对它们繁殖输出、营养生长输出、地下贮藏和以及它们的比例在处理间的差异和相对变异性进行了分析；并且进一步分析了放牧对疏丛禾草和匍匐茎杂类草的繁殖分配规律的影响。盆栽实验于2003年在垂穗披碱草和鹅绒委陵菜两种不同克隆构型的克隆植物上进行，在不同光照、施肥和种内密度（分株或分蘖密度）下设置27个处理，每个处理三个重复。分别就不同光照、施肥水平和种内密度对两种植物的繁殖分配、克隆生长和贮藏的影响进行了分析；并且进一步分析了繁殖分配、克隆生长和贮藏间的关系，证实它们是否存在权衡。两个实验所得结果如下：1.在家畜放牧实验中，疏丛禾草垂穗披碱草的高度、分蘖数和地上、地下生物量，生殖生物量、有性繁殖效力(SRE)均在处理间存在显著性差异。其中，分蘖数、地上生物量、地下生物量、生殖生物量和有性繁殖效力均在轻度放牧处理中出现了最大值。说明适当的放牧干扰有利于提高垂穗披碱草适合度的收益。2.在家畜放牧实验中，匍匐茎草本植物鹅绒委陵菜叶片数量、匍匐茎长度和地上生物量，生殖生物量、有性繁殖效力、匍匐茎生物量及营养繁殖效力(VRE)均在处理间存在显著性差异。而且它们均在不放牧处理中出现了最小值，在中度和重度放牧处理中出现了最大值或者较大值。这说明一定的放牧强度干扰有利于提高鹅绒委陵菜适合度的收益。3.在盆栽实验中，垂穗披碱草对资源可利用性（施肥水平与光照水平）和种内竞争的变化具有明显的响应。资源可利用性的提高促进了其生长、繁殖和贮藏能力的发展，从而提高了垂穗披碱草适合度的收益；种内竞争加强促进了其有性繁殖能力的提高。鹅绒委陵菜对资源可利用性和种内竞争的变化也具有明显的响应。资源可利用性的提高也促进了其生长、繁殖和贮藏能力的发展，从而提高了鹅绒委陵菜适合度的收益；种内竞争减弱促进了鹅绒委陵家自然科学基金资助项目“嵩草属植物繁殖策略与‘黑土滩’形成机制的研究”，批准号：39960053（2002～2003）<WP=9>菜克隆生长能力的提高。土壤养分的缺乏促使资源向垂穗披碱草贮藏器官的转移，而鹅绒委陵菜则没有出现这种转移。光照条件是制约两种克隆植物繁殖（包括有性繁殖和克隆生长）的主要限制因子。4.相互竞争资源的器官间出现资源分配的权衡是非常普遍的现象。垂穗披碱草的贮藏与有性繁殖和克隆生长在许多生境中均表现出负相关关系，而有性繁殖与克隆生长在有些生境中也表现出负相关关系；鹅绒委陵菜贮藏与有性繁殖和克隆生长表现出正相关关系（考虑遮荫条件时除外）。另外，繁殖的个体大小依赖性也出现在垂穗披碱草和鹅绒委陵菜中，而且它们的繁殖结构增长的速率与个体增长速率是成比例的（正相关关系）。另外，鹅绒委陵菜克隆生长需要的个体大小阈值小于有性繁殖。5. 两种克隆植物克隆构型间的差异导致了它们对放牧强度、资源可利用性和种内竞争响应的差异。疏丛型克隆植物“觅食”能力远低于匍匐茎型克隆植物，但垂穗披碱草的有性繁殖能力远大于鹅绒委陵菜。这样使得有性繁殖成为垂穗披碱草种群更新发展的主要手段，相反克隆生长成为鹅绒委陵菜种群更新发展的主要手段。6.资源贮藏和表型可塑性共同构成了两种克隆植物抵抗不利环境的主要风险分散的对策。

全文目录

前言  12-14
文献综述  14-26
  1.1 植物的繁殖  14
  1.2 繁殖分配与繁殖对策  14-19
    1.2.1 繁殖分配  14-17
    1.2.2 个体大小依赖的繁殖分配  17-18
    1.2.3 有性繁殖与生长间的权衡  18-19
  1.3 克隆生长和克隆植物  19-20
  1.4 克隆植物的构型  20-21
  1.5 放牧强度对克隆植物繁殖分配的影响  21-23
    1.5.1 放牧草地上植物种群的动态  21-22
    1.5.2 放牧强度对繁殖分配的影响  22-23
  1.6 资源可利用性对克隆植物繁殖分配的影响  23-24
  1.7 种内竞争对克隆植物繁殖分配的影响  24-26
正文  26-65
  1 研究地区的自然环境概况与群落特征  26-27
  2 研究材料和方法  27-31
    2.1 种的描述  27
    2.2 实验方案  27-31
      2.2.1 家畜放牧实验方案  28-29
      2.2.2 盆栽实验方案  29-31
  3 结果与分析  31-54
    3.1 家畜放牧实验  31-36
      3.1.1 放牧强度对克隆植物生长特性的影响  31-34
      3.1.2 放牧强度对克隆植物繁殖的影响  34-36
    3.2 盆栽实验  36-53
      3.2.1 资源可利用性和种内竞争对各构件数量的影响  36-40
      3.2.2 资源可利用性和种内竞争对各构件生物量的影响  40-44
      3.2.3 资源可利用性和种内竞争对个体大小的影响  44-45
      3.2.4 资源可利用性和种内竞争对繁殖分配的影响  45-49
      3.2.5 个体大小对繁殖分配的影响  49
      3.2.6 克隆植物各功能间的权衡  49-53
    3.3 不同生境下繁殖效力的比较  53-54
  4 讨论  54-62
    4.1 两种克隆植物对放牧的反应  54-57
      4.1.1 疏丛型对放牧的反应  55-56
      4.1.2 匍匐茎型对放牧的反应  56-57
    4.2 资源和竞争与克隆植物资源分配的关系  57-60
      4.2.1 资源水平与克隆植物资源分配的关系  57-59
      4.2.2 种内竞争与克隆植物资源分配的关系  59-60
    4.3 繁殖、生长和贮藏三者间的权衡  60-61
    4.4 两种克隆植物生活史策略的进化意义  61-62
  5 结论  62-63
  6 问题与展望--克隆植物生活史策略的进化意义  63-65
参考文献  65-70

放牧、施肥和光照对两种克隆植物繁殖分配的影响

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