试论麦类作物非水力根信号与生活史对策

从植物非水力根信号的生理调节作用和生活史进化角度看 ,在水分亏缺条件下 ,自然选择会导致植物产生大量根系以增加对水分的竞争能力 ,而浅根系则可在干旱来临时 ,以快速反应的根信号来调节和平衡植株水分状况 ,度过干旱时期。但是 ,自然选择压力下的植物特征往往不利于作物籽粒产量这一种群水平上的属性的改善。作物产量的提高过程是一个不断加强的人工选择过程。在作物生产中 ,作物水环境得到了改善 ,强大的多年生竞争者基本消失 ,为强化人工选择力度 ,提高作物产量 ,麦类作物的根信号作用应当有所消弱。据此提出了在黄土高原农田环境下 ,麦类作物根系的理想分布应当是深而窄幅的形式。

光照对沉水植物刺苦草生活史对策的影响

以采自江西鄱阳湖的刺苦草冬芽为实验材料,在自然温室中经历了全不遮阳、部分遮阳等4种处理,研究不同遮阳处理产生的光线差异对刺苦草的有性繁殖和无性繁殖方式的资源配制的影响.结果表明,刺苦草的最大叶长、总葡匐茎长和总的叶面积在4种光环境下显著不同(F3,39=10.221,P<0.001;F3,39=12.638,P<0.001;F3,39=73.753,P<0.001).随着遮阳强度的增加,刺苦草的最大叶长、总葡匐茎长和总的叶面积减少,遮蔽强度越大,分配到地下的生物量越多,冠根比率越小;遮阳生境下的刺苦草的有性繁殖受限,无性繁殖形成的分株和冬芽也比自然状态少得多;刺苦草采用回避策略应对光照胁迫.

胡卢巴属4种短命植物个体大小依赖的繁殖输出与生活史对策

对准噶尔荒漠中胡卢巴属(Trigonella)4种短命植物网脉胡卢巴(T.cancellata)、单花胡卢巴(T.monan-tha)、直果胡卢巴(T.orthoceras)和弯果胡卢巴(T.arcuata)的物候特征及生物量分配进行了比较研究,结果表明:1)这4种植物的萌发对策多样,具有春、夏、秋萌现象,但以春、秋季萌发为主。其萌发时间在种间差异不明显,而与温度、降水等环境因子密切相关;2)生长发育快,生活周期短,一次结实,在干热夏季来临前完成生活周期,因此属于典型的避旱型植物;3)秋、春萌株在早春返青或种子萌发后,经过短暂的营养生长后很快进入生殖生长,通过物候期(尤其是营养生长与生殖生长阶段)的迅速转换来获得高的繁殖力,最后达到较高的繁殖产量;4)繁殖分配比率均较高,分别达62.3%、51.9%、54.3%和58.3%,且其繁殖输出与植株大小呈正相关;5)萌发时间不同的植株(春、秋萌株)在大小及繁殖输出上差异显著,但繁殖分配比率差异不显著,说明由萌发时间差异引起的繁殖输出差异归根结底是由植株大小差异引起的。最后探讨了胡卢巴属这4种短命植物的生活史对策以及因萌发时间不同产生的植株在个体大小、生存力和繁殖输出等方面的差异对准噶尔荒漠干旱环境的适应意义。

植物生活史对策的进化

植物生活史对策的进化班勇（中国林业科学院林业研究所，北京１０００９１）ＥｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＬｉｆｅＨｉｓｔｏｒｙＳｔｒａｔｅｇｙｉｎＰｌａｎｔｓ￥ＢａｎＹｏｎｇ（ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏ...

岗更湖鲫的生长和生活史对策研究

2008年5～9月于岗更湖取得803尾鲫标本，研究了其生长及生活史类型。用鳞片鉴定年龄，鳞径（R）和体长（L）的关系为L=3．667R-1．737；用特殊von Bertalanffy生长方程、一般von Bertalanffy生长方程、Gompertz生长方程和灰色动态生长模型共4种生长模型拟合了岗更湖鲫的生长，根据各模型拟合残差平方和的大小判断，特殊von Bertalanffy生长方程拟合效果最好；根据r－选择和k－选择的典型特征及7个生态学参数值，判断出岗更湖鲫偏向r－选择，应用平衡产量模式计算改变瞬时捕捞死亡率（F）和渔业补充年龄（tc）对应的产量变化，同样证实岗更湖鲫偏向r-选择。作为渔业管理对策，岗更湖鲫的捕捞年龄应在3龄以上，捕捞强度不应超过2．0。

饥饿时的年龄对萼花臂尾轮虫生活史对策的影响

应用单个体培养方法比较研究了饥饿时的年龄对萼花臂尾轮虫生活史对策的影响.结果表明饥饿时的年龄对轮虫的寿命、总生殖期历时和轮虫一生中的产卵量均有显著的影响,但是对轮虫一生所产后代和饥饿后所产后代中的混交雌体百分率无显著的影响.龄长为1天的轮虫进入饥饿状态后具有减少生殖量、延长存活时间的生活史对策.

不同生活史对策草本种子萌发特征对氮添加的响应

以5种耐受型和3种杂草型生活史对策草本种子为对象,采用4种浓度外源氮添加处理(0 mg/kg、100 mg/kg、1 000mg/kg、2 000 mg/kg),研究种子萌发特征对不同浓度氮素的响应规律。结果表明:除反枝苋外,不同浓度氮处理均会降低耐受型和杂草型种子萌发根长。随着氮浓度的增加,杂草型草种的萌发率、发芽指数、发芽势均呈现出先上升后下降趋势;而耐受型草种则普遍持续降低,但老瓜头除外。另外,氮添加处理或降低或不影响耐受型与杂草型对策种子的发芽速度,但对反枝苋发芽速度有促进作用。本研究结果表明,杂草型草种的萌发特征对外源氮素增加具有更强的耐受性,而耐受型草种则普遍较低,但也可能与种子大小有关。

灌水频率对河西走廊绿洲菊芋生活史对策及产量形成的影响

灌水频率对作物产量形成和生活史对策具有重要影响,但对于收获地下块茎的经济作物的研究非常少见。以菊芋为材料,分别在苗期(seedling,S)、枝繁叶茂期(lush foliage,L)、现蕾期(budding,B)和开花期(flowering,F)施加不同灌水组合,包括苗期600m3/hm2(S600,相当于天然降雨量)处理组J1、S600+L600为J2、S600+B600为J3、S600+L300+B900为J4、S600+L900+B300为J5、S600+L600+B300+F900为J6以及全生育期不浇水的对照组CK,测定菊芋产量及生物量分配变化。结果表明,低灌水频率显著降低菊芋产量和干物质积累,苗期到枝繁叶茂期是株高增长速度最快的时期,到枝繁叶茂期之后显著性下降,表明枝繁叶茂期是营养生长的高峰期。不同灌水频率处理组之间菊芋产量和干物质积累量有显著性差异,表现为J1<J2<J3<J4<(J5和J6),其中J5处理产量最高,分别比其他处理增产9.1%—82.1%,表明菊芋在枝繁叶茂期到现蕾期是水分消耗最大和需求最旺盛的时期。J5处理单株个数和茎粗也最高,分别比其他处理显著提高13.2%—80.7%,最有利于地下块茎膨胀期积累生物量。可以认为,以收获地下块茎为主要目的的经济作物与以收获籽粒为目的的粮食作物具有类似的生活史对策,在营养生长期应侧重对水分的充分利用,在生殖生长期应降低对水分的需求而侧重对同化产物的转运。

雅鲁藏布江异齿裂腹鱼生活史对策和种群资源利用现状

2008年8月至2009年8月在西藏雅鲁藏布江中游采集到异齿裂腹鱼(Schizothorax oconnori)1 126尾,对其生活史对策和种群资源利用现状进行了研究。结果显示:异齿裂腹鱼的总死亡系数(Z)雌性为0.090/a,雄性为0.112/a;自然死亡系数(M)雌雄分别为0.053/a和0.064/a;捕捞死亡系数(F)雌雄分别为0.037/a和0.048/a;开发率(E)雌雄分别为0.415/a和0.428/a。以达氏鳇(Huso dauncus)和尖头塘鳢(Eleotris oxycephaoa)作为参照物,运用模糊聚类进行分析,表明异齿裂腹鱼属于比较典型的K-选择类型鱼类。在现捕捞死亡系数、现起捕年龄和现自然死亡系数下,异齿裂腹鱼的繁殖潜力比雌雄分别为52.80%和51.64%,都大于目标参考点40%。通过单位补充量亲鱼生物量模型分析,显示目前雅鲁藏布江中游异齿裂腹鱼种群资源的开发水平较为合理。

萼花臂尾轮虫休眠卵大小变异在其生活史对策中的作用

以周期性孤雌繁殖的淡水浮游生物——萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为研究对象,对其安徽品系的休眠卵进行了大、中、小分组,在2个不同食物浓度条件下培养并观察其种群增长、有性生殖方面的特点,以及后代形态大小和新产休眠卵大小。实验发现休眠卵大小对轮虫种群瞬时增长率、混交雌体百分率和后代形态均没有显著影响;而食物浓度则对轮虫种群的瞬时增长率有显著影响;休眠卵大小和食物浓度均显著影响后代休眠卵的大小。

动物生活史进化理论研究进展

综述了生活史性状、生活史对策、权衡、适合度及进化种群统计学等动物生活史进化领域的进展。权衡是生活史性状之间相互联系的纽带,分为生理权衡与进化权衡。适合度是相对的,与个体所处的特定环境条件有关,性状进化与适合度之间关系紧密。适合度是生活史进化理论研究的焦点。探讨动物生活史对策的理论很多,影响最大的是MacArthur和Wilson提出的r对策及K对策理论。随年龄的增长,动物存活率及繁殖率逐步下降的过程,称为衰老;解释衰老的进化理论主要有突变-选择平衡假设和多效对抗假设。进化种群统计学将种群统计学应用于生活史进化研究,为探讨表型适合度的进化提供了有效的手段。将进化种群统计学、数量遗传学及特定种系效应理论进行整合,建立完整的动物生活史进化综合理论体系,是当代此领域的最大挑战。

毛茛科植物交配系统的特征与花期资源分配对策

以青藏高原东部高寒草甸的毛茛科为对象 ,研究处于进化树不同位置 8个种 ( 6个属 )的交配系统的差异对资源分配对策的影响 ,发现随着自交率的提高 ,植物对性分配的投入减小 ,对花的吸引结构 (如花被 )的资源分配也减小 ,表明在个体水平上的结论同样符合性分配理论的预测 (指花的水平 ) ;花期繁殖分配随自交率的增加而降低 ;并且揭示了物种的系统起源与交配系统的进化、资源分配对策之间的功能联系 .

中、旱生植物萌发特性及其与种子大小关系的比较

不同生境的植物有不同的生活史对策。该文对分布于河西走廓的42种常见中生植物和22种常见旱生植物种子的萌发特性以及种子大小对萌发能力的影响进行了比较。结果显示,64种植物中最终萌发率超过90%的有9种：虎尾草（Chloris virgata）、蒲公英（Taraxacum mongolicum）、腺独行菜（Lepidium apetalum）、膜果麻黄（Ephedra przewalskii）、沼生菜（Rorippa islandica）、白草（Pennisetum centrasiaticum）、霸王（Zygophyllum xanthoxylon）、反枝苋（Amaranthus retroflexus）和黑果枸杞（Lycium ruthenicum）,占14.06%,其中黑果枸杞、腺独行菜、膜果麻黄、虎尾草的萌发在10d内完成;萌发率达到80%～90%的有5种：毛果群心菜（Cardaria pubescens）、窄叶小苦荬（Ixeridium gramineum）、牛蒡（Arctium lappa）、鞑靼滨藜（Atriplex tatarica）和苣荬菜（Sonchus brachyotus）占7.8%;萌发率达到60%～80%的有16种,占25%;萌发率在20%～60%的有17种,占26.56%;萌发率不足20%的有17种：柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）、野苜蓿（Medicago falcata）、扁蓄（Polygonum aviculare）、苦参（Sophora flavescens）、河西沙拐枣（Calligonum potanini）、白刺（Nitraria tangutorum）、甘草（Glycyrrhiza uralensis）、苦豆子（Sophora alopecuroides）、骆驼蓬（Peganum harmala）、画眉草（Eragrostis pilosa）、多裂骆驼蓬（Peganum multisectum）、老瓜头（Cynanchum komaroviil）、骆驼蒿（Peganum nigellastrum）、田旋花（Convolvulus arvensis）、酸模叶蓼（Polygonum lapathifolium）、卷茎蓼（Polygonum convolvulus）、蝎虎驼蹄瓣（Zygophyllum mucronatum）,占25.56%。有26种植物的萌发持续在30d以上,15种植物在15d内完成萌发,有31种植物在1～3d内开始萌发,4种植物在10d以后才开始萌发。主成分分析和聚类分析显示,中、旱生植物的萌发主要有爆发型、过渡型、缓萌型和低萌型,以过渡型和缓萌型为主;中生植物中萌发率不足20%的有6种,占14.28%,旱生植物中萌发率不足20%的有11种,占50%,显示了较多的旱生植物有延迟萌发的行为,这种萌发的延迟及萌发时间的异质性可使物种在不可预测、高死亡风险的环境中仍能确保种的延续。中生植物的种子大小对萌发能力有显著的影响,小种子的物种有较高的萌发率和较快的萌发速率,并且完成萌发所需要的时间较短,而旱生植物的种子萌发不受种子大小的影响。以上结果说明中生植物和旱生植物长期适应于不同的湿、旱生环境,在不同的选择压力下,生活史对策也出现了较明显的差异。

种子异型性及其生态意义的研究进展

种子异型性是指同一植株产生不同形状或行为种子的现象。根据异型种子在植株上的生长位置,种子异型性可划分为地上下结实性和地上种子异型性两类。此现象已在26科129属292种被子植物中报道。异型性种子植物主要分布于干旱半干旱区、荒漠和盐渍土地区等干扰强烈的环境,在菊科和藜科中最为常见,主要出现在一年生植物中。种子异型性在避免密集负效应、减弱同胞子代间的竞争、采取两头下注策略以适应时空异质性环境等方面具有重要的进化生态意义。该文系统总结了国内外种子异型性的研究工作,主要内容包括:1)种子异型性的概念、类型和种类,2)具有异型种子植物的生境和生活型,3)异型种子的生态学特性,4)种子异型性的理论模型,5)种子异型性的生态意义。在综述文献的基础上,对今后的研究进行了展望。针对国内外的研究现状,提出两点建议:1)系统调查具有种子异型性现象的植物种类,摸清其生物学特性;2)确定研究种子异型性现象的模式植物,从生态学、生理学和分子生物学等学科角度来研究种子异型性的个体发育机制及分子调控机理。

长爪沙鼠种群繁殖的季节性特征

长爪沙鼠是分布于我国北方典型和荒漠草原及农牧交错区的优势鼠种之一。2000年10月至2004年10月通过标志重捕法研究了栖息于内蒙古农牧交错区草地生境的种群动态。对其不同季节出生群性成熟特征和种群性成熟比率、繁殖个体比例、个体月补充率等繁殖参数的季节特征研究显示:冬季和春季出生的个体性成熟较夏季出生的个体快,尤雌鼠表现突出,其3个季节出生群的性成熟时间分别为4.6±0.2、4.4±0.8和7.7±0.4月龄。种群性成熟比率、繁殖个体比例和个体补充率月间差异显著,季节消长明显,即春季最高,秋季(9～10月间)最低。结果还显示,种群性成熟比率与气温和降水负相关。长爪沙鼠喜栖于植被稀疏、低矮的干燥沙质土壤环境。从初春到夏末,随降水和气温增加其栖息生境的植被由低矮稀疏变得高而稠密,土壤湿度和粘性亦随之提高,地面种子库因发芽贮量减少,适宜生境的减少可能加剧了社群竞争,抑制了种群的繁殖表现。长爪沙鼠种群繁殖的季节变化反映了其生活史对策中适应高纬度气候和食物的季节波动的重要特征。

阔叶红松林下早春植物生物量分配

为探索早春植物对于早春环境是否具有相似的生活史类型,对蛟河实验管理局阔叶红松林样地1年内8种常见早春植物进行了4次调查,采用全收获法获取早春植物生物量并每隔2 d观察1次物候,对样地内早春植物各器官生物量分配的季节动态及其种间差异进行了初步分析,构建了株高与生物量的线性回归模型。结果表明:8种早春植物的开花、结果历程总体相差较大,但花果期普遍较短(34~48 d)。8种早春植物在生长过程中各器官生物量差异均达到极显著水平(P<0.01),8种早春植物总生物量(0.1~4.0 g)和株高(7~23 cm)普遍较小,各早春植物在自身总生物量和株高变化上总体呈现出相同的变化趋势。8种早春植物在相同日期根冠比和生殖分配比差异均达到极显著水平(P<0.01),同一早春植物在不同日期根冠比和生殖分配比差异也均达到极显著水平(P<0.01),生殖分配总体维持在较低水平(<13%)。8种早春植物在生长过程中总生物量向地下生物量的分配比例明显提高。以株高为自变量,构建8种早春植物总生物量5种线性回归模型,模型验证结果显示菟葵的拟合效果最好,其他7种早春植物平均相对误差绝对值(RMA)较大,但总体与建模标准相符。由此推测,早春植物在生物量分配方面具有相似的生活史策略。

干旱区苜蓿和沙打旺单混播下土壤水分利用格局的驱动力分析

大田条件下采用生物替代试验对沙打旺和苜蓿单播及混播的一年生人工草地进行了土壤水分利用动态格局调查研究。结果表明,3种密度下土壤水分随生育期变化相似,均呈下降趋势,但随播种密度增大,不同播种方式平均土壤水分利用效率逐渐增大,而2种牧草平均群体水分利用效率比较为混播下苜蓿>单播苜蓿>单播沙打旺>混播下沙打旺。牧草返青后,在中密度下显示出较宽的资源共享生态位,而低密度和高密度显示出稍窄的资源共享生态位。3种密度下整个生育期内苜蓿的相对竞争力均高于沙打旺,其中平均相对竞争力比较为高密度>中密度>低密度,而且随生育期变化苜蓿的相对竞争力持续增强。苜蓿对沙打旺的相对竞争力与混播处理中苜蓿对沙打旺的群体水分利用效率比有显著正相关。由此可见,在苜蓿与沙打旺一年生混播试验中苜蓿竞争力始终大于沙打旺,其中密度效应和水分利用为两者种间关系调节的重要影响因素。2种牧草混播中苜蓿生产力、群体水分利用效率与苜蓿对沙打旺的竞争优势为性状互利关系。因此,旱生环境中苜蓿与沙打旺的水分利用格局可能由2个物种种间竞争关系所驱动的,水分资源利用状况反应了两者对干旱胁迫环境下适应种间竞争的生活史对策。

光照条件、植株冠层结构和枝条寿命的关系——以桂花和水杉为例

根据衰老理论的代谢率假说,生物寿命与其代谢率有关,个体大小相同的生物体,在质量较好的微生境中通常比较差生境中具有更高的代谢速率。因此,生物体在资源供给较差的生境中通常比资源供给较充足的生境中具有更长的寿命。枝条是木本植物植冠构建的基本单元之一,如果枝条遵循代谢率假说,则可推测在光照较好环境下的植物枝条或小枝将比其在遮荫环境下具有更短的寿命,即枝条寿命与光照条件成反比。以常绿物种桂花(Osmanthus fragrans)和落叶物种水杉(Metasequoiaglyptostroboides)为研究对象,通过测量不同光照环境下,植株大小(株高和胸径)、冠层深度、冠层轮廓(冠层深度/冠层宽度)、相对冠层宽度(冠层宽度/植株高度)以及植株凋落枝条寿命等性状,探讨了光照条件对成年植株冠层形态结构和植株枝条寿命的影响。调查发现:1)枝条的寿命在遮荫条件下显著高于全光照条件下,与理论预测吻合;2)随遮荫程度增加,植株冠层深度和冠层轮廓增加,相对冠层宽度减小;3)枝条的平均寿命与植株冠层深度和冠层轮廓成正比,与植株相对冠层宽度成反比。这表明光照条件可能通过改变植株冠层结构来影响枝条寿命。未来需要进一步研究枝条生物量分配、叶片光合能力和呼吸速率在不同生活型物种之间的差异,以便更全面的理解枝条寿命与生境质量之间的关系。

广西十万大山自然保护区外来入侵植物研究

十万大山属北热带山地,有着丰富的生物多样性,但目前已遭到外来种植物入侵。通过实地调查和查证文献资料,初步确定十万大山自然保护区内外来入侵植物有23种,隶属于12科21属,其中菊科种类最多,6种,占入侵植物总数的26.1%;其次为苋科,3种,占入侵植物的13.0%。从来源看,23种入侵植物中,有21种来自热带美洲,占入侵植物种的91.3%。23种入侵植物均为r-选择对策种,其中有草本20种,占入侵植物种类总数的87.0%。23种入侵植物几乎全部是由人类活动直接或间接引入。最后对保护区内入侵植物的危害性及防治措施也作了初步的分析。