植物在生长繁殖过程中,难免会受到外界环境以及个体基因型的影响,外界环境的作用可能比基因型对植物表现的影响更大。普遍存在的自然生境异质性使得植物获取和利用资源的难度和方式大不相同,进而给其生长、繁殖和扩散带来深远的影响。植物所处的生境是其周围非生物因子和生物因子的总和。当环境导致植物所需的资源或配偶受限时,植物必须通过在各个功能和结构间合理的利用和分配资源来响应环境中各因子的改变,以期更好的完成生活史并成功繁殖后代。本研究选取野慈姑(Sagittaria trifoliaL.)为研究对象,通过控制对比实验,在遵循野慈姑野外居群自然条件的前提下,模拟了无任何遮挡物的全日照敞开区和位于林荫下的遮阴区两种光照环境;同时在与遮阴区类似的光强环境下,建立了透气透光的纱网笼罩的网室区,模拟传粉者稀少的传粉受限环境,连续三年的观察非生物因子和生物因子对植物形态特征以及繁殖特性的影响。实验结果显示,野慈姑植株的营养生长受光照环境的影响,当野慈姑处于低光照环境时,会通过伸长株高竞争阳光;野慈姑在良好的光照条件下提高了对有性繁殖器官的资源投入,使其在总花序数、总雌花数、总雄花数和总花数上都高于遮阴区的2-3倍,且开花时间更早,并偏向开放更多的雄花;良好的光照环境使得植物的座果率、总果实数和总种子数都高于光照受限的环境;同时,光照的限制还导致植物向无性繁殖的单个球茎投入增多。另一方面,生物因子也影响了野慈姑的有性繁殖产出,使传粉受限环境中的野慈姑总花序数、总雌花数、总雄花数和总花数的增多,以此延长花期吸引更多的访花传粉;传粉昆虫受限还导致野慈姑的座果率、单颗果实的种子数量和种子平均面积的下降;生物因子对植物的无性繁殖同样造成了影响,表现为传粉受限环境中植物球茎数量的上升。上述结果说明充足的光照会对植物的有性繁殖器官和繁殖产出有正向的增益,而在限制的光照环境中植物会通过伸长株高和增加无性繁殖体大小从而提高繁殖适合度。在传粉受限的环境中植物会通过增加花序、花、以及球茎的数量来保障后代繁衍。本研究同时关注生物和非生物因子的作用,强调量化植物的营养生长、有性繁殖和无性繁殖的各项指标,发现生物因子和非生物因子在植物形态特征、繁殖格局上起着重要作用。植物无论处于光照受限或传粉受限的生境中,都会采取一定的繁殖对策、迅速作出响应、合理安排资源,从而最大化整体的适合度。本文结果加深了我们对环境不均一性影响植物生长与繁殖的理解,特别是在植物繁殖过程中的两大限制因子(资源与传粉)对植株的塑造作用及其繁殖策略响应。