克隆整合对入侵杂草空心莲子草和本土莲子草生长及光合性能的影响

目的 在我国，外来入侵植物空心莲子草Alternanthera philoxeroides常与本地莲子草 A. sessilis同域分布且占据生态优势。本文探讨克隆整合与空心莲子草强竞争力间的关系。方法 通过同质园试验，对空心莲子草和莲子草先端与基端匍匐茎的连接处进行保持连接(克隆整合)与剪断处理(无克隆整合)，分别测量不同克隆整合处理下2种植物先端分株、基端分株及整个克隆片段地上部分及根系的生长、光合性能及生物量分配情况，比较2种植物克隆整合能力的大小。结果 克隆整合处理下，空心莲子草先端分株的茎长、基端分株的叶片数及整个克隆片段的叶片数及茎长显著增加，细根数、总根数及一些光合指标(如光补偿点、气孔导度等)也显著提高；莲子草先端分株、基端分株及整个克隆片段的地上(下)生物量、总生物量、粗(细)根数及总根数也显著增加。克隆整合处理下空心莲子草先端分株、基端分株或整个克隆片段的地上(下)生物量、总生物量及一些光合指标(如净光合速率、蒸腾速率、气孔导度)显著高于莲子草。结论 空心莲子草和莲子草均能在一定程度上从克隆整合中受益，但空心莲子草的克隆整合能力要显著强于本地莲子草，能通过克隆整合作用挤占莲子草的空间生态位，从而形成自然生境中的竞争优势。     

不同氮磷比条件下结缕草克隆整合作用的生长代价与收益

为了解结缕草克隆整合作用的生长代价与收益,及其与土壤氮磷比的关系,以克隆植物结缕草(Zoysia japonica)为研究对象,研究了对主匍匐茎实施4种切断处理(连接、轻度切断、中度切断和重度切断)和3种氮磷比(N∶P2O5=7∶1、N∶P2O5=14∶1、N∶P2O5=21∶1)处理对结缕草植株生长和生物量积累的影响,并进行生长代价与收益的分析。结果表明:无论在何种氮磷比条件下,与主匍匐茎连接相比,不同程度的切断处理均显著降低结缕草克隆植株的一级A分株数、复合节数和主匍匐茎的长度、生物量及其生物量分配,显著增加一级B分株数、二级A、B分枝数、母株生物量和A、B分枝生物量分配。结缕草克隆植株对根系生物量的分配随氮磷比的升高而增大,对A分枝的生物量分配(25.7%~47.6%)始终高于对B分枝的生物量分配(3.9%~16.5%)。结缕草在低氮磷比(N∶P2O5=7∶1)生境中,生长最为适宜,积累的总生物量显著高于中、高氮磷比生境。在任何氮磷比养分条件下,分别对主匍匐茎实施中度切断、轻度切断和不切断(连接)处理时,其克隆植株总生物量分别为3.65 g、2.90 g和2.94 g,均高于重度切断处理。因此,结缕草的克隆整合作用在不同切断处理间存在不同程度的生长代价与收益,长期而完整的克隆整合使结缕草克隆植株的一级A分株、复合节和匍匐茎的生长显著受益,而一级B分株、二级A、B分枝和母株的生长则出现明显的损耗。     

养分异质条件下结缕草克隆分株生长、光合色素及叶绿素荧光特性的生理整合

以克隆植物结缕草为研究对象,通过对连接和断开的母株和子株进行不同营养分水平处理,研究养分异质条件下结缕草克隆分株生长、光合色素及叶绿素荧光特性的变化。结果表明,在养分异质条件下,与处于中、高养分水平的母株相连的子株生物量、叶绿素(Chl.)含量、类胡萝卜素(Car.)含量、潜在最大光化学量子效率(F_v/F_m)、PSII实际光化学量子效率(ΦPSII)、电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)增高,非光化学淬灭系数(qN)降低;反之,与处于中、高养分水平的子株相连的母株生物量、光合色素含量及叶绿素荧光参数没有显著变化。在养分异质条件下,处于中、高养分条件下的结缕草母株对低养分条件下的子株存在生理整合,养分梯度越大,整合强度越强。低养分条件下的子株可以从中、高养分条件下的母株获益,但低养分条件下的母株不能从中、高养分条件下的子株获益,子株是生理整合单向获益者。     

6种草坪草在荆州坪用价值的对比分析

以湖北荆州6种草坪草--普通狗牙根(Cynodon dactylon Pers.)、杂交狗牙根(C. dactylon×C.transvadlensis)、高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)、沟叶结缕草(Zoysia matrella Merr.)、细叶结缕草(Zoysia tenuifolia Will et Trin.)、沿阶草(Ophiopgon japonicus Ker-Gawl.)为研究材料,对其坪用指标作了调查测定,并就其坪用价值进行综合评定.结果表明:杂交狗牙根可推荐用于各类中高档草坪和保土草坪建植上,细叶结缕草、高羊茅可用于各类中档草坪和各类中高档观赏草坪建植上,沟叶结缕草可用于中高档观赏草坪和游憩草坪,普通狗牙根在中低档游憩草坪和中高档保土草坪上可加以应用,沿阶草用于一般性的观赏草坪或用于镶边.     

狗牙根和结缕草部分品种的抗旱性能评价

草坪草的抗旱性能是城市绿化草坪节水的基础,本研究选择目前抗旱性能较好的狗牙根属和结缕草属共6个栽培品种进行了抗旱性能的评价．通过对草坪目测质量、叶片叶绿素含量、光合速率、叶片电导率和丙二醛等指标的综合分析,品种间抗旱性能由强到弱依次为：运动狗牙根≥兰引3号〉上海狗牙根〉日本结缕草≥马尼拉结缕草=交大1号结缕草;在干旱胁迫条件下．运动狗牙根的草坪质量、叶片叶绿素含量、叶片光合速率等指标上的下降幅度最小,叶片电导率和丙二醛含量的上升幅度也最小：运动狗牙根在干旱处理后8至16d的蒸腾速率要显著低于抗旱性较差的上海狗牙根、日本结缕草、马尼拉结缕草和交大1号结缕草,而在处理后第16d土壤水势却显著高于其他品种,表明运动狗牙根的抗旱性自皆主要表现为以减少蒸腾失水的避早机制上：在适合暖季型草坪草生长的缺水地区,抗旱性能较强的运动狗牙根可以作为首选品种。     

禾本科草坪草种间竞争研究

在盆栽条件下,采用添加系列试验法对禾本科的结缕草(Zoysia japonica Steud.)、狗牙根[Cynodon dactylon (L.)Pets.]和多年生黑麦草(Lolium perenne L.)的种间关系进行研究,运用De Wit的相对总生物量(Relative yield total,RYT)和相对...     

野生结缕草耐践踏性综合评价

【目的】研究野生结缕草被践踏后的综合表现,探索其作为运动场草坪和游憩草坪的开发价值。【方法】以目前湖南省常用的草坪草杂交狗牙根为对照,研究不同践踏强度对野生结缕草和杂交狗牙根外观质量（色泽、盖度、密度、质地、均一性）、生长发育（生物量和植株高度相对生长率）和生理代谢（叶片相对含水量、质膜相对透性、根系活力、可溶性糖含量）的影响。【结果】不同践踏处理下野生结缕草的盖度、叶片宽度、密度、均一性、地上/地下生物量、叶片相对含水量、根系活力等8项指标的均值大于杂交狗牙根,而叶绿素含量、株高相对生长率、叶片细胞伤害率、可溶性糖含量等4项指标的均值小于杂交狗牙根。【结论】野生结缕草具有较强的耐践踏性,适于在运动场草坪和游憩草坪中应用。     

克隆整合有利于喜旱莲子草入侵本地植物种群

多数恶性入侵植物都是克隆植物,阐明克隆特性对入侵性的影响有利于深入揭示其入侵机制。以国内代表性的入侵植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象,研究克隆整合(匍匐茎连接)对喜旱莲子草克隆片段入侵不同密度的本地黄花水龙(Ludwigia peploides)种群时的资源分配,生长、生理和竞争力的影响,探讨克隆整合及其介导的劳动分工对该植物入侵性的贡献。结果表明:竞争显著降低了喜旱莲子草端部分株和整个克隆片段的生长和克隆繁殖(分株数和总匍匐茎长);克隆整合则显著促进了竞争环境下喜旱莲子草端部分株的生长表现和竞争能力,且在高密度竞争环境下更为明显;克隆整合显著增加了高密度竞争下整个克隆片段的生物量积累。此外,竞争环境下喜旱莲子草克隆片段表现出明显的劳动分工现象,表现为基部分株专化吸收地下资源而端部分株专化地上部分扩繁。喜旱莲子草的克隆整合特性能有利于其入侵本地植物种群。     

践踏对野生结缕草品系外观质量的影响

为了了解一种野生结缕草(Wild Zoysia)的耐践踏性,采用湖南省普遍用于运动场的草种--杂交狗牙根r天堂草328(Tifgreen)]为对照,研究践踏对它们外观质量的影响.结果表明:野生结缕草的叶片宽度、盖度、密度大于杂交狗牙根,但相同鲜叶重的叶绿素含量小于杂交狗牙根.两种草坪草在不同践踏处理之间的叶绿素含量均达极显著差异水平(P>0.01),但盖度、质地和密度差异因草种而异.践踏对杂交狗牙根的色泽、盖度影响较大,对其叶片质地和密度影响较小;重度践踏对野生结缕草色泽、叶片质地和密度影响较大,轻度践踏对野生结缕草各形态指标影响较小,甚至有利于该草坪草的分蘖生长及叶绿寨含量的积累,说明该野生结缕草对践踏胁迫的适应性较强,比杂交狗牙根具有更强的耐践踏性.具有较高的开发利用价值.     

异质性光照下匍匐茎草本狗牙根克隆整合的耗益

在一盆栽实验中,将匍匐茎草本植物狗牙根克隆分株对进行异质性光照处理,对远端分株(幼年)分别进行不同程度的遮荫,并对分株对之间的匍匐茎进行保持连接或是切断处理。结果显示:在中度遮荫时,切断匍匐茎连接显著降低了远端分株的生物量和净光合速率(Pn);在重度遮荫时,切断匍匐茎连接显著降低了远端分株的分株数、叶片数、生物量、净光合速率(Pn)、最大光量子产量(Fv/Fm)和实际光量子产量(ФPSⅡ),克隆整合缓解了遮荫胁迫对远端分株生长的影响。在中度遮荫时,保持匍匐茎连接显著提高了近端分株的净光合速率(Pn);在重度遮荫时,保持匍匐茎连接显著提高了近端分株的最大光量子产量(Fv/Fm)、实际光量子产量(ФPSⅡ)和净光合速率(Pn),克隆整合使得相连未受胁迫近端分株的光合效率表现出补偿性增加。相比于匍匐茎切断处理,当远端分株遭受重度遮荫胁迫时,克隆整合引起近端未受胁迫分株生物量显著降低,而整个克隆片段生物量没有显著变化。因此,当远端分株遭受重度遮荫胁迫时,匍匐茎草本狗牙根可能采取一种风险分摊策略以降低基株死亡风险,这样一种策略对于维持克隆植物在异质性生境中基株适合度具有重要意义。     

光照和氮素对芒萁克隆繁殖特性及生物量分配的影响

  目的  研究不同光照和施氮水平对芒萁Dicranopteris dichotoma克隆繁殖特性和生物量分配的影响,旨在为芒萁单优层片发育过程提供理论依据。  方法  采用盆栽控制试验,设置3种光照[透光率35.96%(L₁)、13.00%(L₂)和4.75%(L₃)]和2种氮素水平[施氮(N₁)和不施氮(N₀)],比较分析光照和氮素对芒萁克隆繁殖特性及生物量分配的影响。  结果  ①在2种氮素水平下,L₂处理的根状茎芽数出现最大值,L₃处理的克隆分株数显著低于L₁和L₂(P＜0.05)。施氮显著提高了各遮光下克隆分株数和芽数(P＜0.05),分别增加了124.7%(L₁)、82.8%(L₂)、53.8%(L₃)和70.0%(L₁)、125.7%(L₂)、122.5%(L₃)。②在2种氮素水平下,克隆分株株高随遮光程度增加显著增加(P＜0.05),L₃处理的羽叶长显著高于L₁和L₂(P＜0.05),叶宽无显著差异(P＞0.05)。施氮水平下,L₁和L₃处理的克隆分株株高显著增加(P＜0.05),L₁处理的羽叶长显著增加(P＜0.05),L₃处理的羽叶长显著降低(P＜0.05),L₂处理的株高和叶长增加均不显著(P＞0.05)。③在2种氮素水平下,L₃处理的克隆分株地上与地下生物量(干质量)比、生物量羽叶分配比例显著高于L₁和L₂处理(P＜0.05),根状茎分配比例显著低于L₁和L₂(P＜0.05),各遮光处理芒萁克隆分株生物量羽叶分配比例显著高于根状茎(P＜0.05),根状茎显著高于茎和细根(P＜0.05)。  结论  L₂处理更有利于芒萁克隆分株的形成,施氮有利于芒萁克隆繁殖能力的增强;L₃处理的克隆分株可通过增加株高、叶长以及生物量叶分配比例适应弱光生境;无论何种光强资源及氮素水平,芒萁均优先保证羽叶的生长,其次保证根状茎生长。图2表5参38     

毛乌素沙地中国沙棘无性系生长格局与生物量分配

根据对毛乌素沙地不同土壤水分和光照条件下中国沙棘无性系跟踪挖掘和测定 ,比较分析了无性系生长格局和生物量分配规律。结果表明 ,在较高的水分或光资源有效性条件下 ,地上生物量所占比例大 ,这些生物量的再分配主要用于分株的树干和叶片生长 ,萌蘖根分枝强度高但隔离者长度小 ,无性系生长格局倾向于集团型 ,这样有利于无性系对已占据生境的巩固和利用。在较低的水分或光资源有效性条件下 ,地下生物量所占比例大 ,这些生物量的再分配主要用于隔离者和根系的生长 ,结果形成了较长的隔离者但萌蘖根的分枝强度小 ,无性系生长格局倾向于游击型 ,从而促使无性系尽快超过不利的微生境斑块、提高分株生长于有利生境斑块的概率 ,并在更大的空间获取资源     

平茬高度对中国沙棘根蘖能力的影响

林木萌蘖与平茬高度关系的研究目前几乎局限于伐桩萌枝,为探讨中国沙棘根系萌蘖(根蘖数量、生长量、根系扩散)能力对平茬高度的响应规律及其生物量调节机制,对伐桩0、10、20 cm及未平茬(对照)的相关指标进行比较分析。结果表明:随平茬高度增大,根蘖能力及克隆生物量先升后降,且根蘖能力与水平根、垂直根、叶片生物量呈正相关。平茬使克隆对水平根、垂直根、叶片的生物量投资和分配加大,从而增强了根系萌蘖能力。其中,水平根对根蘖数量起主导作用、垂直根对根蘖生长起主导作用、叶片通过促进根系发育而起间接作用。由于水平根、垂直根、叶片生物量随平茬高度的增大先升后降,因此根蘖能力也呈先升后降趋势。     

基于Logistic与Gompertz非线性模型的 野牛草克隆生长模拟与分析

 【目的】揭示野牛草克隆生长规律,建立理想的克隆生长模型,为进一步开发克隆植物的利用价值、选育优良品种提供参考。【方法】运用Logistic和Gompertz 两种非线性生长模型,分别对同质及异质环境下各同质小生境内野牛草克隆分株增殖数据进行曲线拟合和分析。【结果】两种模型均能模拟野牛草的生长曲线,但Logistic生长模型拟合优度更高,与实测值也更接近;进一步分析Logistic模型拟合参数发现,不同生境下野牛草克隆片段的分株增殖拐点时期集中在12.95—14.00周,但拐点分株增殖量存在显著差异;与同质环境相比,资源的异质性分布有利于野牛草克隆分株增殖。【结论】野牛草克隆生长符合Logistics模型,环境的异质性与分株增殖速率密切相关,而与分株增殖的拐点时间无显著相关;认为异质生境下相连克隆片段及分株间的生理整合,可有效提高资源的利用效率。     

木本克隆植物中国沙棘种群数量与结构对土壤水分的响应

木本克隆植物中国沙棘能够通过克隆生长调节来适应土壤水分有效性或土壤水分异质性,这种调节最终影响其种群数量和结构特征。为了验证这一假设,根据野外调查数据分析了中国沙棘种群数量和结构等对土壤水分有效性的可塑性响应。结果表明,随着土壤水分有效性的提高,中国沙棘克隆种群生物量及个体生长量增大,种群发育进程和个体大小分化加速,而克隆子株密度以及种群增长率呈现先增加后减小的趋势;增长型年龄结构的种群可形成合理的等级结构,其不同高度级的个体数量分布符合直线模型。据此,木本植物克隆可塑性变化最终必然导致种群数和结构改变的假设得以验证。     

扁秆荆三棱球茎萌苗种群的大小级及生长速率研究

产生不同大小的后代通常被视为对环境风险的一种两面下注策略,而研究也发现克隆植物远端构件可能具有生长优势。为了研究不同球茎类型和水分条件是否对球茎萌苗形成的分株种群的大小级产生影响,以及远端分株在生长速率上是否也存在优势,本文以扁秆荆三棱为对象开展了研究。设计了基于球茎类型(原生、次生和新生)和水分条件(湿润无积水、1~2 cm薄积水、10 cm水深)的区组实验,通过监测其分株高度和数目变化来进行比较。结果显示:1) 球茎类型和水分条件对扁秆荆三棱分株种群的大小有显著影响,但对克隆之间大小的变异没有显著影响;2) 随着水深的增加,分株数和高度都呈增加趋势,新生球茎萌苗形成的分株高度较低,但分株数在球茎类型间无显著差异;3) 分株生长速率只和克隆生长阶段有关,随着分株数增加,克隆和分株的生长速率都呈增大趋势,但是远端分株的生长速率并没有显著优势。因此,克隆植物大小级独立于环境条件的稳定性可以视作对资源的有效利用以及对环境风险进行缓冲的策略,而克隆规模对生长速率的促进可能是由于生理整合作用而导致的。远端分株生长速率无明显优势则说明远端分株可能更偏向于储藏和向克隆外探索。      

群体及个体大小对加拿大一枝黄花生长和生殖的影响

[目的]了解群体和个体大小对加拿大一枝黄花生长和生殖的影响。[方法]于加拿大一枝黄花的果实成熟期,分别从选定的9个群体中随机选取10个生殖分株,齐地面剪下,带回实验室测定各形态和数量指标。[结果]群体大小对加拿大一枝黄花的营养生长和茎、叶生物量分配有显著的影响,随着群体的增大,生物量更多地投资到茎上,叶生物量分配则显著减少;群体大小对加拿大一枝黄花生殖性状的影响不明显,在不同大小群体中生殖分株具有稳定的生殖产出;生殖分株个体越大,生殖投入越高,生殖分配越低。[结论]不管在何种大小的群体下,加拿大一枝黄花生殖分株都具有稳定的生殖特性和生殖产出,且都能获得适量的传粉者为其进行异花传粉。     

火炬树克隆片段在异质水分斑块中的水分及光响应初步研究

为探索木本克隆植物火炬树Rhus typhina母株与子株是否存在水分生理整合的生理生态过程,以火炬树母株与子株组成的克隆片段为研究对象,在母株后和子株前10 cm处截断水平根系并对子株进行浇水处理,以不浇水的克隆片断为对照,采用PSYPRO多露点水势仪和Li-6400xT光合分析仪,测定分析了火炬树克隆片段内母株与子株叶片的水势及光合参数.结果表明:①对子株浇水500mL后,处理母株与处理子株的水势均升高,处理母株的升幅为48.7%,处理子株的升幅为82.1%,差异不显著(P＞0.05),说明火炬树克隆子株片段在保证自身水分需要的同时,通过间隔子向母株传输水分,证实火炬树母株与子株间存在水分共享的传输机制.②处理母株的净光合速率Pn,蒸腾速率Tr,气孔导度G.及胞间二氧化碳摩尔分数Gi的响应值均超过了处理子株;处理子株与对照子株的净光合速率Pn,蒸腾速率Tr,气孔导度G.,及胞间二氧化碳质量分数Gr比较均无明显升高或下降.母株与子株的差异不显著(P＞0.05).③通过光响应曲线拟合,火炬树母株的光补偿点较低,光饱和点较高,表观量子效率较大.通过水分控制处理形成异质水分生境后,火炬树子株的光饱和点升高,光补偿点与表现量子效率均降低.     

土壤水分对薇甘菊不同繁殖体单位存活能力和 植株表型可塑性影响

【目的】研究土壤水分对入侵性植物薇甘菊（Mikania micrantha H. B. Kunth）的克隆繁殖和植株形态特征的可塑性,提高对该物种的预警能力和控制能力。【方法】在人工气候箱内通过模拟干旱和淹水条件,研究土壤水分对薇甘菊不同繁殖单位存活能力的影响;通过温室水分控制试验研究低、中、高土壤水分和水深1 cm条件下,薇甘菊植株的表型可塑性。【结果】除节间和不定根外,土壤水分对薇甘菊其它营养繁殖体单位的存活率具有显著影响,且不同营养繁殖体单位在同等土壤水分条件下的存活率存在差异。当土壤含水量为12.5%时,薇甘菊地下营养繁殖体不定根+节点、不定根+根状茎+节点的存活率显著大于其它营养繁殖单位,而叶片则不能存活;随着土壤含水量的增加,各营养繁殖单位的存活率逐渐增大;当处于淹水状态时,在水深1 cm条件下,营养繁殖体节间、节点、不定根、不定根+节点不能存活,而其它营养繁殖体的存活率均超过80%;但水深为6 cm时,各营养繁殖体均不能存活。薇甘菊的主茎长、总分枝长、叶面积和主茎节间长均随着土壤含水量的增加而增大;分枝数则在高土壤水分含量下达到最大,且各土壤水分处理间差异显著;茎节数在中土壤水分含量下达到最大,后随着土壤含水量的增加而减小。薇甘菊的地上生物量、茎生物量、叶生物量以及地上生物量分配和叶生物量分配均随着土壤水分的增加而增大;而茎生物量分配在中等土壤水分含量下最大;地下生物量在高土壤含水量时达到最大,后在淹水状态下减小,而地下生物量分配则随着土壤含水量增加而减小。【结论】薇甘菊的克隆繁殖和植株形态随土壤水分变化具有很强的可塑性,在干旱（土壤含水量为12.5%）和淹水（水深1 cm）条件下,均可通过营养繁殖体克隆繁殖并生长,而在水深6 cm则不能存活。