6种一年生草本物种响应于发芽季节的生物量分配机制

发芽季节对植物的生长和繁殖有重要的生态学和进化学意义.发芽季节推迟会诱导植物生物量分配的可塑响应,但不同物种的响应方式如何随发芽季节的延迟发生变化并不清楚.笔者以6种常见的一年生草本植物(金狗尾(Setaria glauca(L.) Beauv.)、地肤(Kochia scoparia(L.) Schrad.)、冬葵(Malva crispavar.crispa)、野黍(Eriochloa villosa(Thunb.) Kunth)、狗尾(Setaria viridis(L.) Beauv.)和苋菜(Amaranthus tricolor L.))为研究对象,使其在春季、夏季和秋季3个时期发芽,并在生长季末测量所有个体各器官的生物量.研究结果表明,随发芽季节的延迟,所有物种的总生物量都降低,但不同物种生物量分配的响应有差异,主要表现为3种策略:(1)资源获取优先策略:晚发芽的金狗尾可以通过提高根和叶的生物量分配,降低茎生物量分配,维持繁殖生长的稳定,晚发芽的野黍与狗尾有更强的繁殖能力,可以不降低营养生长而维持繁殖水平的稳定;(2)垂直生长优先策略:晚发芽的地肤可以通过降低根和叶生物量分配、提高茎生物量分配以促进繁殖生长;(3)侧向生长优先策略:晚发芽的冬葵和苋菜则通过侧枝生物量分配的提高维持繁殖生长的稳定.结果反映了一年生草本植物适应生物因素变化的多样化策略,但不同物种的最终目标都是确保繁殖生长的稳定,使其在有限的生长时间内拥有完整的生命周期,以保证种群延续.

干旱条件对鬼针草和醉鱼草种间相互作用及生长的影响

为研究干旱对入侵植物鬼针草(Bidens pilosa)和本地种醉鱼草(Buddleja lindleyana)种间关系及生长的影响,试验设置2种栽植方式:种间组(2种植物各1株栽植于1个花盆)和挡板组(在种间组中添加挡板分离2株植物),分别进行水分处理,包括对照组(90%~100%饱和含水量)和干旱组(30%~35%的饱和含水量),测量植物形态、生物量,计算植物各特征的相对生长率和相对邻株效应指数。结果表明:(1)干旱条件下鬼针草根、茎、叶和总生物量的种间关系均为促进;而水分条件改变醉鱼草的种间关系,干旱处理为竞争,对照处理下为促进。(2)干旱下种间作用增加了鬼针草根、茎、叶生物量的相对生长率和根冠比,降低了醉鱼草比叶面积和根冠比(P<0.05)。(3)种间作用显著增加2个物种根长、根表面积和根尖数的生长(P<0.05)。研究表明,种间相互作用能提高干旱下鬼针草的生长表现,使其在干旱生境中具有优势,可能是鬼针草的入侵策略。

不同养分条件下喀斯特适生物种植物间相互作用诱导的形态可塑性

研究非生物环境条件如何影响植物间相互作用及其诱导的形态可塑性,有利于揭示喀斯特适生植物物种同时应对多种环境因素变异的策略。本研究以鬼针草(Bidens pilosa)和大叶醉鱼草(Buddleja davidii)为对象,分别在养分施加和不施加两种处理下,对植物进行单独生长(对照)、种内和种间相互作用3种处理,探讨养分可用性对种内、种间相互作用诱导的生物量和形态特征可塑性的影响。结果表明:不加养分处理中,鬼针草和大叶醉鱼草种内相互作用下的总生物量分别减少9.2%和14.4%,主要导致竞争效应,种间竞争不显著;加养分处理中种内促进作用占主导,二者分别增加35.1%和41.3%,大叶醉鱼草表现为种间促进作用,增加34.6%,鬼针草不显著。与对照相比,种内相互作用不加养分处理降低大叶醉鱼草根生物量和鬼针草的叶生物量,养分增加时提高大叶醉鱼草茎生物量,降低鬼针草比叶面积;种间相互作用不加养分处理提高大叶醉鱼草根冠比等特征,降低茎、叶生物量,增加鬼针草的茎生物量并减少其根生物量,加养时提高大叶醉鱼草根冠比和根生物量以及鬼针草的地径。这些结果说明,非生物环境条件可以通过影响种内与种间相互作用的强度而作用于植物的可塑响应。种内与种间相互作用诱导的可塑性之间的鲜明反差反映了两个物种生长和适应策略的显著差异:大叶醉鱼草和鬼针草分别是地下生长和地上生长占优势,种内相互作用分别导致更剧烈的地下竞争和地上竞争,而种间相互作用下二者可以避开各自的生长优势,实现资源利用的互补,因此竞争减弱,促进作用增强。这种策略有利于喀斯特生境适生植物物种在应对非生物环境挑战中更好地共存。