高寒草地不同海拔狼毒种群花序和植株构件的关系

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种群构件作为植物表型可塑性的主要表现形式之一,是植物生态功能发挥的结构性基础。植株外形的可塑性表达是通过构件数量动态、构件置放格局以及构件的形态改变来实现的,是植物长期对外界环境适应的结果。花序作为植物最主要的生殖构件,不仅决定了植物有性繁殖的成功率,也是植物对外界环境适应性的表现。通过研究植株花序和其他不同构件单元的配置及其动态变化特征能够反映植物种群在不同生境下的繁殖策略,可以揭示植物在异质生境下的适应性。本文利用实验生态学方法,从群落角度分析研究了祁连山北坡高寒退化草地4个海拔狼毒(Stellera chamaejasme)种群花大小、花数量、分枝数、叶大小和叶数量的变化规律,花序和其他各分枝构件之间的关系及其成因,试图揭示狼毒种群在不同生境下的适应对策。通过研究得出如下结论:(1)随着海拔升高,草地群落的高度、密度和地上生物量均呈先升高后降低的倒U型分布。(2)狼毒花大小呈逐渐增大的趋势、而花数量呈相反的变化趋势。不同海拔样地狼毒花大小与花数量间的相关性存在差异,海拔2700m、2900m和3000m样地狼毒花大小和花数量之间均存在极显著的负相关关系(p<0.01),海拔2800m样地二者之间存在显著的负相关关系(p<0.05),狼毒植株分配给花大小与花数量的资源间存在着“此消彼长”的权衡关系。海拔2800m样地是狼毒植株花大小与花数量权衡关系由低海拔的花数量多而单花生物量低向高海拔的花数量少而单花生物量高转变的区域。(3)随着分枝数的增加,海拔2700m样地狼毒的单株花大小呈先增大后减小的倒U型分布,其它3个样地狼毒的单株花大小均呈逐渐减小趋势。从海拔2700m样地到高海拔样地,Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ狼毒花大小与分枝数的关系分别由显著正相关(p<0.05)、极显著负相关(p<0.01)和不相关演变为极显著负相关(p<0.01)、不相关和显著负相关(p<0.05),Ⅳ狼毒消失。狼毒种群通过花大小和分枝数资源的重新配置来响应海拔梯度上环境的变化。(4)随着海拔升高,狼毒花大小和叶数量呈逐渐增大的趋势,而叶大小呈逐渐减小的变化。在海拔梯度上,狼毒种群花大小与叶数量呈极显著正相关(P<0.01),与叶大小呈不显著负相关(P>0.05)。说明在海拔梯度上狼毒种群花大小与叶数量具有显著的依赖关系。不同的生长环境改变了物种对资源利用的强度,植物通过花大小、花数量、分枝数和叶片的可塑性来适应在海拔梯度上不利因素对种群繁衍带来的影响,从而实现种群的繁殖成功,反映了毒杂草对异质性生境的表型可塑性机制。
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