东北退化草原恢复演替系列羊草和寸草无性系种群构件营养繁殖特征比较

营养繁殖是无性系草本植物种群更新的主要方式,根茎型草本植物通过营养繁殖形成的构件年龄结构在种群现状分析、动态预测和恢复演替动态分析中发挥着重要作用。本研究以东北退化草原恢复演替系列5个阶段中主要无性系草本植物羊草和寸草为研究对象,对两植物种分株和根茎的年龄结构、各龄级分株生产力、根茎贮藏力以及分株和根茎营养繁殖力进行了对比分析。结果表明:各恢复演替阶段羊草和寸草分株均呈增长型年龄结构,根茎呈稳定型或增长型年龄结构。不同恢复演替阶段羊草分株生产力和根茎贮藏力均强于寸草。随草原恢复演替的进程,羊草1 a根茎贮藏力呈显著上升趋势,寸草2 a分株生产力呈显著下降趋势。羊草与寸草共生的恢复演替阶段中,羊草根茎营养繁殖力均强于寸草。总体上,不同恢复演替阶段中羊草与寸草构件年龄结构特征具有相似性,但随草原恢复演替的进程,羊草种群增强幼龄和壮龄分株营养繁殖力的繁殖策略较寸草种群仅增强幼龄分株营养繁殖力的繁殖策略更有利于种群的维持和扩展。羊草将逐渐取代寸草成为群落中的优势种。

松嫩平原赖草种群的实际营养繁殖力及芽流模型

为了评估无性系实际营养繁殖力对植物种群增长的影响,本文基于同质园建立的赖草(Leymus secalinus)实验同生群,以单个无性系营养繁殖指标衡量实际营养繁殖力,分析了两个年份赖草单个无性系构件生产和生长的阶段性和连续性增长规律,并构建芽流模型。结果表明,赖草无性系在当年和翌年根茎总长度、根茎数、芽数等营养繁殖指标均具有较大可塑性,变异系数均大于74%。在年份间,实际营养繁殖力的增长大于营养繁殖力的增长。在根茎生长序列中,根茎总长度、根茎数、分株数、活芽总数、活构件总数的阶段性和连续性增长过程均符合指数模式。在芽流中,两个年份赖草无性系营养繁殖失败率均低于1%,而成功率均较高,当年为40.6%,翌年为58.1%,其中,分株输出率分别是根茎的4.3倍和5.5倍。无性系实际营养繁殖力的可塑性体现了植物种群生存对策,小无性系采取优先占据更多地上空间的策略。

东北退化草地猪毛蒿种群繁殖分配与个体寿命可塑性适应机理

为了探讨个体出生时间、采食干扰及有性生殖等过程对个体寿命的调节作用,本试验以东北退化草地广布种猪毛蒿(Artemisia scoparia)为研究对象,开展不同播种时间和不同去顶频次的实验种群,以及不同程度放牧干扰下天然种群繁殖和个体存活特征的比较研究。研究表明:播种时间处理中,早春播种种群结实后当年全部死亡,春末以后播种的结实后部分死亡;去顶处理中,无论是对照,还是1,2次去顶处理结实后均部分死亡;延迟播种时间降低了花序生物量分配和种子生物量分配比例,但去顶干扰对两种繁殖分配均有促进作用;天然种群中,3龄级植株繁殖分配比例下降,但是种子产量增加,分别是2龄级3.6倍和1龄级3.1倍。猪毛蒿种群中个体出生时间和繁殖分配策略都会影响个体寿命,个体死亡是生殖消耗过多养分所致。

围栏封育和长期刈割对松嫩草地羊草和野古草种群营养繁殖特征的影响

营养繁殖是无性系禾草维持种群更新的主要方式之一,产生的潜在种群在预测种群空间结构和动态中发挥着重要作用。围栏封育和长期刈割等利用方式可以直接或间接影响植物的生长发育和繁殖策略。本研究以松嫩草地常见优势种羊草和伴生种野古草为研究对象,对围栏封育和长期刈割下两种禾草的分蘖节与根茎产生潜在种群的组成、大小和营养繁殖力进行对比分析。结果表明:两种利用方式下两种禾草的潜在种群均由分蘖节与根茎产生的芽和苗组成。羊草和野古草潜在种群分别由3和2个龄级组成,均为1龄潜在种群所占比例最高。相比围栏封育,长期刈割显著促进两种禾草分蘖节和根茎上的芽输出成苗,并且对羊草的促进作用高于野古草,羊草的分蘖节与根茎产生的总苗数在两种利用方式下均显著高于野古草。长期刈割显著促进羊草潜在种群的形成,不利于野古草潜在种群的形成。长期刈割能促进两种禾草种群的分株和根茎营养繁殖力,但未达到显著水平。羊草在围栏封育中采取产生大量芽和部分苗以增加潜在种群、在长期刈割中采取产生大量苗以顺利越冬成株的营养繁殖对策;野古草在围栏封育中采取只产生芽、而在长期刈割中采取产生相近比例芽和苗的营养繁殖对策。总的来说,两种利用方式下羊草与野古草种群均采取年轻龄级分蘖节与根茎具有更旺盛营养繁殖力以及长期刈割促进苗形成的相同适应策略,同时两种禾草在形成潜在种群比例上又存在着营养繁殖对策的差异,这可能是其分别成为本研究区内优势种和伴生种的主要原因之一。

湿地和旱地两种生境芦苇不同叶位功能叶片对穗生物量形成的影响

【目的】研究博斯腾湖两种生境芦苇不同叶位功能叶片对穗生物量形成的影响。【方法】以我国最大的芦苇产区博斯腾湖的芦苇种群为对象,采用野外典型植株取样方法,测定湿地和旱地两种生境下芦苇顶部三片叶片的叶长、叶宽、叶面积、叶生物量和穗生物量等5个性状,并进行相关分析。【结果】湿地生境芦苇穂重显著大于旱地(P<0.05),是后者的2.1倍。穗生物量与4个叶片性状存在显著性正相关(P<0.05),并且相关程度随叶位不同而不同,湿地芦苇穗生物量与顶叶面积相关系数(0.9205)最大,顶叶生物量相关系数(0.7237)次之;旱地芦苇穗生物量与倒三叶面积相关系数(0.8267)最大,倒二叶面积相关系数(0.8014)次之。【结论】不同叶位的叶片与穗生物量均存在显著的相关性,叶面积和叶生物量是影响穗生物量的关键因素。湿地均以顶叶与穗生物量的相关性最高,旱地均以倒三叶与穗生物量相关性最高。

东北草原羊草种群种子生产与气候波动的关系

羊草 (L eymus chinensis (Trin.) Tzvel.)是一种优良的多年生禾本科牧草。东北草原羊草种群种子生产有明显的丰欠年现象。通过对 3个固定样地连续 12～ 16年的调查和测定及其与不同生长发育阶段光照时间、积温、降水量的相关分析 ,发现气候年变化是引起羊草种群种子生产丰欠年的重要因素之一。秋季低温、多雨 ,翌年将是种子生产的丰年 ,而高温、干旱则是欠年。相反 ,春季高温、干旱是种子生产的丰年 ,而低温、多雨则是欠年。气候因子对羊草种群种子生产有明显滞后的生态效应 ,其影响的生态时间差可长达 10～ 12个月之久。用前一年 8～ 10月不同阶段的降水可预报翌年羊草种群的抽穗数量和籽实产量 ,但由单项降水因子引起的诸数量变化仅为 44 %～ 6 1%。

松嫩平原碱化草甸旱地生境芦苇种群的芽流和芽库动态

在松嫩平原碱化草甸,旱地生境芦苇种群的根茎分布在土层约1m的不同深度,一般可生活6个年度,个别根茎可存活7～9年,乃至更长的时间.通过芦苇根茎芽调查,创建了植物种群的芽流模型.提出了采用当年1龄级根茎芽的输入率与其它龄级休眠芽库存率之和估计芦苇种群芽库贮量动态的方法.结果表明,随着生长季的进程,芦苇种群芽库输入率呈不断增加趋势,而萌发输出率呈不断减少的趋势,死亡输出率则大体保持相同的较低水平.至休眠前期的9月底,芽库输入率已为输出率的2.04倍.在松嫩平原碱化草甸旱地生境,芦苇种群各龄级根茎的休眠芽有一个稳定的萌发输出过程.定量分析结果表明,芦苇种群不同龄级根茎的休眠芽每年都有11%的比率萌发形成1龄级新根茎.1龄级根茎顶端翌年发育为分蘖株后,可为直接相连接的老龄级根茎就近输送养分,从而实现老龄级根茎芽的活力.

根茎禾草无性系种群年龄结构的研究方法

在广泛观测和调查的基础上，对适用于根茎型禾草无性系种群年龄结构的研究方法作了概述．详细介绍了样地的选择，取样时间，取样方法，分蘖株、根茎、芽的年龄划分标准与鉴别方法，及其相关的研究与测定方法．对国内报道过的几种有关根茎禾草无性系种群年龄结构的研究方法作了评价．

松嫩平原人工草地野大麦无性系冬眠构件的结构及形成规律

野大麦属短根茎丛生型禾草 ,是典型的无性系植物。在松嫩平原 ,野大麦无性系的冬眠构件是由冬眠芽和冬眠苗组成。按照分蘖节营养繁殖世代的龄级划分方法 ,在生长季末期 ,野大麦无性系的芽库由 5个龄级组成 ,苗库由 4个龄级组成 ,均呈增长型的龄级结构。苗库对潜在无性系的贡献将远远大于芽库。结合建植时间估计 ,人工草地野大麦的分蘖节最多存活了两个年度 ,分蘖节在一个生长季最多可繁殖 4个世代。野大麦无性系的根茎芽数、分蘖节芽数、总芽数、总苗数、总冬眠构件数均随着丛径、丛面积和亲株数量的增加呈幂函数形式增长。野大麦无性系冬眠构件各组分具有相同的形成规律 ,但在形成过程中则存在着不同的生态可塑性。

不同生态条件下羊草无性系种群分蘖植株年龄结构的比较研究

在４次取样的平均年龄谱中，１龄级分蘖植株的数量比重是割草样地＞休闲样地＞放牧样地，２、３、４龄级分蘖植株均为放牧样地＞休闲样地＞割草样地。放牧干扰可以促进各龄分蘖节的再生存活。但是对根茎形成分蘖植株却起到了一定的削弱作用。割草干扰可以促进翌年根茎形成分蘖植株，从而使各龄级分蘖节的再生存活量减少。放牧能促进老龄分蘖植株的物质生产。割草将影响翌年生长季前期各龄分蘖植株、尤其是老龄分蘖植株的物质生产，但是这种影响至生长季中期便消失。休闲可促进各龄分蘖植株、尤其是老龄分蘖植株在翌年生长季前期的物质生产。各样地营养分蘖植株和生殖分蘖植株的生物量均以１龄分蘖植株最大，并且随着年龄的增加而减少。割草地羊草种群在乳熟期的生殖分配是３龄＞１龄＞２龄级分蘖植株。从潜在种群芽的年龄结构看，翌年割草地将仍是增长型种群，放牧地和休闲地将是稳定型种群。

松嫩平原栽培条件下羊草无性系构件的结构

羊草是长根茎型禾草 ,是典型的无性系植物 .在松嫩平原的生长季末期 ,栽培条件下羊草无性系分株由分蘖株和分蘖苗组成 .在具有充分生长空间而又没有种间竞争的风沙土上 ,羊草分株的分蘖节在一个生长季内可以繁殖 4个世代 .按分蘖节的繁殖世代划分龄级 ,现实与潜在无性系构件的年龄谱均以 1龄级比重最大 ,随着龄级的增加明显减少 ,呈增长型的年龄结构 .羊草无性系分株的生产力主要与分株形成及生长的时间长短有关 .形成时间越早、生长时间越长的分蘖株对无性系的物质生产和营养繁殖的贡献越大 .

放牧干扰对根茎冰草无性系种群年龄结构的影响

根茎冰草 (Agropyron michnoi)是典型的无性系禾草。在松嫩平原 ,根茎冰草的分蘖节最老为 4龄 ,可存活5个年度。不同季节的放牧干扰可导致根茎冰草无性系种群分蘖株的年龄结构发生变化。全年放牧样地和夏秋休牧样地均为稳定型年龄结构 ,两个冬季放牧样地均为增长型年龄结构。1龄分蘖株的生产力和营养繁殖力均最大。4龄分蘖株均已丧失了营养繁殖力。营养繁殖芽的年龄结构可以更好地预测预报无性系种群和群落的未来。全年放牧可保持稳定型年龄结构 ,冬季放牧可保持增长型年龄结构 ,夏秋休牧可使种群发展为增长型年龄结构。两个冬季放牧样地将仍然保持单优势种群落 ,全年放牧样地将仍为混生群落 。

松嫩平原两种碱蓬群落土壤种子库通量及幼苗死亡的分析

角碱蓬和翅碱蓬都是１ａ生耐碱性较强的藜科植物。在松嫩平原碱化草甸２个固定的单优碱蓬群落上壤中有活力种子的数量动态和种群动态的研究结果表明：土壤种子库存量在尚未萌发输出以前为最大，角碱蓬群落为２２２６０位／ｍ￣２，翅碱蓬群落为３７２３０粒／ｍ￣２．整个生长季均有种子输出，２群落的种子库存率随着时间呈渐近形式规律地下降。现存植株数量角碱蓬种群以５月上旬最大，为１９４８０株／ｍ￣２．翅碱蓬则在４月上旬最大，为２４４３０株／ｍ￣２。幼苗累积死亡率随着时间角碱蓬种群呈Ｌｏｇｉｓｔｉｃ曲线形式增加，翅碱蓬种群呈单分子曲线形式增加。

松嫩平原碱化草甸星星草种群营养繁殖及有性生殖的数量特征

根据对星星草单优群落独立株丛的大样本取样和对正常花序随机取样的调查与测定，分析了松嫩平原碱化草甸星星草种群的营养繁殖及有性生殖特征．结果表明，星星草种群诸营养繁殖数量性状之间有明显的规律性，丛植株数、丛地上生物量、丛生殖株数及丛生殖株重分别随丛径呈指数形式增加．星星草种群的圆锥花序大多为９—１６个节，花序上各节位上的小穗数量呈γ密度函数分布．随着节位的增高，各节位上的小花数量呈Ｌｏｇｉｓｔｉｃ曲线形式减少．小穗数和小花数均随节位增高呈饱和型指数曲线形式累积增长．

松嫩平原蒙古蒿种群无性系分株的生长与生物量分配规律

蒙古蒿为根茎型多年生草本无性系植物。在开花期以后,蒙古蒿无性系种群由生殖分株和营养分株组成。研究的结果表明,在松嫩平原8月中旬,生殖分株的生长速率和生产力以2龄级明显高于1龄级,营养分株则1龄级略高于2龄级。生殖分株和营养分株的生物量分配谱在2个龄级间均大体相同。生殖分株和营养分株在增高和增重,以及叶和茎花组分的增重均具有稳定的异速生长规律。蒙古蒿种群无性系分株的分配策略是,较小分株将分配较多的能量和物质用于生产器官叶的建成,而较大的分株则分配较少的能量和物质用于生产器官叶的建成。

松嫩平原旱地生境芦苇种群不同龄级根茎的干物质贮藏及水溶糖含量

通过对松嫩平原旱地生境单优种群落芦苇种群不同龄级根茎的调查测定,分析了一个生长季内3个生育期芦苇种群各龄级根茎干物质贮量和水溶糖含量的季节变化.结果表明:各生育期低龄级芦苇种群根茎中干物质贮量和水溶糖含量均较少,且与高龄级的差异较大;随着生长季的进程,低龄级根茎中干物质贮量和水溶糖含量迅速增加,且与高龄级的差异逐步缩小.在整个生长季,芦苇种群各龄级根茎均具有养分消耗和再贮藏乃至超补偿性贮藏的活性,其中,幼龄级根茎的活性更大.高龄级根茎的干物质贮量和水溶糖含量有一个逐年累积的增加过程.根茎干物质贮量在龄级间和龄级内的差异均达到了极显著水平(P<0.01),并且龄级间的差异大于龄级内.水溶糖含量仅在龄级间差异达到显著水平(P<0.05).随着龄级的增加,芦苇种群根茎的干物质贮量和水溶糖含量均呈二次曲线变化.

松嫩平原赖草无性系构件的形成与空间扩展实验

在松嫩平原栽培条件下,赖草无性系生长的可塑性较大.在移植当年,赖草经过153d的生长,4个无性系中最大的为215个分蘖株,是最小(40个)分蘖株的5.4倍,均遵循着相同的指数生长规律.在2个年度8个赖草无性系样本中,其分蘖株、根茎和芽3种构件之间数量与生物量以及3种构件的数量特征与无性系空间大小的变化均有较好的规律性.赖草分蘖株数量与直径之间为幂函数异速生长;分蘖株和根茎生物量及芽数与直径之间均为指数异速生长;分蘖株及根茎的数量和生物量与所占面积之间均为线性同速生长.在具有充分生长空间且没有种间竞争条件下,赖草无性系采用先生存后发展的构件生长策略,并充分发挥无性系的持续更新潜力.

松嫩平原不同生境芦苇种群分株的生物量分配与生长分析

在松嫩平原 8月中旬 ,4个旱地生境芦苇种群分株的生长和生产力以季节性临时积水的低洼地为最高 ,以碱斑地为最低 ,两个生境之间分株高度相差 2 .8倍 ,分株生物量相差 4.4倍 ,其它 2个生境沙地和草甸混生群落也达到了显著或极显著水平 .不同生境芦苇种群分株生物量分配的差异 ,蕴涵着重要的生长调节和物质分配策略 .在分株较小而又有充分生长空间的沙地生境和碱斑生境 ,以及具有种间竞争的草甸生境 ,分株将 5 0 %以上的物质分配给叶的建造上 ,以保证充分的物质生产 ;在环境条件相对较好的低洼地生境 ,分株将近 40 %的物质分配给茎的伸长生长 ,以提高个体对空间和光资源的竞争力 .4个生境芦苇种群在分株增高与增重 ,以及茎、叶与分株的相对增重均具有相同的幂函数异速生长规律 .

东北草原羊草种群单穗数量性状的生态可塑性

羊草 ( Leymus chinensis( Trin.) Tzvel.)是一种多年生禾本科优良牧草。经过对东北草原 3个固定样地连续 1 2 a,分别随机取样 1 0 0个穗状花序的调查和测定 ,将羊草种群单穗数量性状的生态可塑性进行了统计分析 ,并且分别与不同生长发育阶段气候因子进行了相关分析。结果表明 ,羊草种群的单穗长度、小穗数和小花数的生态可塑性变化在样地内和样地间 ,以及年度内和年度间均达到了极显著水平。其中 ,均表现为年度内大于年度间 ,样地内大于样地间 ,样地间大于年度间。羊草种群单穗数量性状均与形成性状的生育期 ,及其以前各生育期不同阶段的光照时间、积温、降水量有着一定程度的相关关系。在整个冬性枝条生长发育期 ,较多的降水、较少的光照时间和较低的积温将对翌年幼穗分化及其生长有一定的促进作用 ,而较少的降水、较多的光照时间和较高的积温则有不利影响 ;从拔节到抽穗阶段较多的降水对幼穗分化具有一定的促进作用 ,但从返青到抽穗不同阶段较高的积温和较多的光照、以及返青初期较多的降水量则有着一定的不利影响。气候因子对羊草种群幼穗分化滞后效应的生态时间差可长达 1

松嫩平原硬拂子茅无性系种群营养繁殖的数量特征

硬拂子茅是典型的无性系禾草，分蘖节存活时间最多为４年。割草场和放牧场硬拂子茅无性系种群分蘖株均属于增长型年龄结构。家畜采食能促进２、３龄分蘖株的形成与存活。１龄级分蘖株的生产力明显高于２龄级。根茎的存活时间最多为３年。根茎的物质贮存能力以１龄级最大，随着龄级的增加不断减小。放牧扰动对硬拂子茅无性系种群各龄根茎的养分贮藏均有不利影响。割草场和放牧场硬拂子茅潜在无性系种群均属于增长型的年龄结构。