羊草和根茎冰草两个混生实验种群的数量动态及其结构研究

摘要

羊草(Leymus chinensis)和根茎冰草(Agropyron michnoi)均为禾本科根茎型的典型无性系植物，具有分布广、耐盐碱、适口性好、营养价值高等许多优良生物生态学特性，是饲用价值较高的优良牧草，也是我国重要的牧草种质资源。本实验从不同密度水平对不同比例下两种多年生禾草数量动态及结构进行比较研究，分析羊草和根茎冰草种内种间的相互作用对两无性系营养繁殖的影响，揭示其趋同适应及演替规律，以丰富植物种群构件和群落演替理论。研究结果表明： 经过两个生长季的营养繁殖，初始密度36株/m<'2>，不同比例混生的羊草种群密度增加16.5-47.1倍；根茎冰草种群密度增加44.5-94.8倍；初始密度16株/m<'2>，不同比例混生的羊草种群密度增加48.0-129.3倍，根茎冰草种群密度增加127.0-173.3倍。表明羊草和根茎冰草在空间相对宽松和资源较丰富的生境条件下，都可以通过营养繁殖迅速占领生态位空间，根茎冰草营养繁殖的速率大于羊草。 经过两个生长季，羊草种群分蘖株最多形成3个龄级，呈明显的增长型年龄结构。根茎冰草最多形成4个龄级，栽培比例较大的小区中，分蘖株在两个生长季内形成了稳定型年龄结构，其他种群呈增长型年龄结构。羊草和根茎冰草根茎均由两个龄级构成，羊草种群和绝大部分小区中根茎冰草种群的根茎累积长度呈稳定型年龄结构。 不同初始密度羊草分蘖株生物量均呈增长型年龄结构，初始密度36株/m<'2>的根茎冰草种群分蘖株生物量呈增长型年龄结构，在生长空间较宽松的初始密度16株/m<'2>的1:0，1：5，3：1小区，根茎冰草呈稳定型年龄结构。羊草单位面积根茎生物量呈稳定型年龄结构，根茎冰草除16株/m<'2>的1：1小区外也呈稳定型年龄结构。 根茎长度是无性系植物空间扩展能力的重要量度。经过两个生长季的生长，在36株/m<'2>和16株/m<'2>的初始密度下，羊草种群根茎的累计长度分别为11807.9±6444.6cm/m<'2>和13529.0±8987.6cm/m<'2>，根茎冰草种群分别为4722.3±2633.9cm/m<'2>和5137.1±2805.8cm/m<'2>，羊草种群根茎长度分别为根茎冰草种群的2.5倍和2.9倍。这意味着羊草的空间扩展能力远大于根茎冰草。 两个生长季中，羊草和根茎冰草营养分蘖株的叶片数均随株高的增加而增加，两者叶生物量随株高和株生物量的增加而逐渐积累，但叶生物量分配逐渐降低。羊草种群叶构件的建成速率、生物量积累速率均大于根茎冰草种群，而叶生物量分配随株生物量积累而降低的速率小于根茎冰草种群。羊草与根茎冰草相比，表现出一定的生长优势，同时，单植种群与混生种群相比也表现出一定的生长优势。 羊草分蘖株数量和生物量、根茎长度分别随根茎冰草分蘖株数量和生物量、根茎长度的增加呈指数函数下降，羊草分蘖节芽数随根茎冰草分蘖节芽数的增加呈直线下降，而潜在种群数量和根茎生物量下降趋势不明显。 不同的根茎冰草无性系空间扩展能力差异很大，但是不同的无性系分蘖株数量随着空间扩展面积的增加而增加，根茎长度以及各潜在种群的数量均随着空间扩展面积和分蘖株数量的增加而增加，且无性系分蘖株数量、根茎长度、总潜在种群和冬性苗的形成遵循相同的规律，总芽数和根茎芽数形成遵循相同的规律，无性系地上与地下空间扩展同步进行。从两个现有种群的发展趋势可以预测，再经过几个生长季的生长，羊草种群的优势地位将逐渐凸显出来，随着群落的演替，根茎冰草将成为混生群落的伴生种。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1植物种群生态学的研究进展

1.2无性系植物种群研究进展

1.3植物种间关系的研究进展

1.4本项研究的意义

2研究地区的自然概况和研究方法

2.1研究地区的自然概况

2.2研究方法

2.3数据处理方法

3结果与分析

3.1两个实验种群的生长及分蘖株构件分化结构动态

3.1.1种群数量倍增动态的比较

3.1.2分蘖株构件分化结构动态的比较

3.2两个实验种群不同构件的年龄结构动态

3.2.1分蘖株数量年龄结构动态的比较

3.2.2根茎长度年龄结构动态的比较

3.2.3潜在种群年龄结构动态的比较

3.3两个实验种群生物量的年龄结构动态

3.3.1分蘖株生物量年龄结构动态的比较

3.3.2根茎生物量年龄结构动态的比较

3.4两个实验种群营养分蘖株叶的生长分析

3.4.1营养分蘖株及叶生长的表型可塑性比较

3.4.2叶片生长数量与株高关系的比较

3.4.3叶生物量与株高和株生物量关系的比较

3.4.4叶生物量分配与株高和株生物量关系的比较

3.5两个实验种群分蘖株间、根茎间及潜在种群间的相互关系

3.5.1分蘖株数量间和根茎长度之间的关系

3.5.2分蘖株生物量间和根茎生物量间的关系

3.5.3潜在种群间的关系

3.6根茎冰草无性系的空间扩展规律

3.6.1无性系的数量特征

3.6.2无性系各构件数量与空间扩展面积的关系

3.6.3无性系各构件的数量与分蘖株数量的关系

4结论与讨论

参考文献

致 谢