根状茎型植物扁秆荆三棱对土壤养分异质性尺度和对比度的生长响应

摘要

土壤养分的空间异质性在自然界普遍存在,而克隆植物被认为能很好地适应和利用土壤养分异质性。尽管尺度和对比度是异质性的两个重要属性,但有关土壤养分异质性的尺度和对比度及其交互作用对克隆植物生长和分株分布格局影响的研究仍比较缺乏。在一个温室实验中,根状茎型草本克隆植物扁秆荆三棱（Bolboschoenus planiculmis）（异名扁秆藨草（Scirpus planiculumis））被种植在由高养分斑块和低养分斑块组成的异质性环境中。实验为两种尺度处理（大斑块和小斑块）和两种对比度处理（高对比度和低对比度）交叉组成的4种处理组合。在每个处理中,高养分和低养分斑块的总面积相同;在所有4种处理中,土壤养分的总量也完全相同。无论在整个克隆（植株）水平,还是在斑块水平,尺度、对比度及其交互作用对扁秆荆三棱的生物量、分株数、根状茎长和块茎数的影响均不显著。然而,在斑块水平,扁秆荆三棱在高养分斑块中的生物量、分株数、根状茎长和块茎数均显著高于低养分斑块,而在高养分斑块中相邻分株间的距离（间隔物长）小于低养分斑块,并且这种效应均不依赖于斑块尺度的大小和对比度的高低。因此,在土壤养分异质性环境中,扁秆荆三棱可以通过缩短间隔物长,并可能通过提高根状茎的分枝强度,把较多的分株和潜在分株放置在养分条件好的斑块中。这种响应格局体现出克隆植物的觅食行为,有利于整个克隆对异质性资源的吸收和利用。然而,该实验中的尺度和对比度对扁秆荆三棱分株的放置格局均没有显著效应。作者推测,在一个更大的斑块尺度和（或）对比度范围内,扁秆荆三棱对土壤养分异质性的响应可能不同。因此,下一步的研究应涉及更广泛的尺度和对比度。