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不同载畜率下瓣蕊唐松草的生长和繁殖对策
乔丽青, 田大栓, 万宏伟, 宝音陶格涛, 潘庆民
植物生态学报    2014, 38 (8): 878-887.   DOI: 10.3724/SP.J.1258.2014.00082
摘要   (791 HTML102 PDF(pc) (12661KB)(1005)  

放牧是内蒙古草原最主要的利用方式, 而草原植物在不同放牧压力下的生长和繁殖策略是它们与有蹄类动物长期协同进化的结果。为了了解瓣蕊唐松草(Thalictrum petaloideum)的生长和繁殖策略如何响应载畜率的变化, 作者依托中国科学院内蒙古草原站的大型放牧实验平台, 从种群、个体和器官三个组织水平上研究了该物种对放牧强度的响应。结果表明: 1)在种群水平上, 随着载畜率的增加, 瓣蕊唐松草减少了生殖株丛数或不进行有性生殖生长。该实验条件下, 载畜率每hm 2 7.5只羊(夏季)是瓣蕊唐松草不再进行生殖生长的阈值; 2)在个体水平上, 随着载畜率的增加, 瓣蕊唐松草降低了株高和个体生物量, 减少了生殖枝、花朵和种子等生殖器官的数量。随着载畜率的增加, 瓣蕊唐松草生殖分配的调节从依赖于植株个体大小向不依赖于植株个体大小转变。3)在器官水平上, 随着载畜率的增加, 瓣蕊唐松草减少了生殖枝的花朵负荷, 提高了单粒质量。籽粒数量和籽粒质量之间的权衡是瓣蕊唐松草应对放牧干扰的重要机制。



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图1 不同载畜率下瓣蕊唐松草的密度和地上生物量(平均值±标准误差, n = 5)。不同的小写字母表示在0.05水平上差异显著。
正文中引用本图/表的段落
在2012年, 各载畜率梯度下瓣蕊唐松草的种群密度均显著低于对照, 当载畜率高于每hm2 4.5只羊时, 瓣蕊唐松草的种群密度下降尤为显著(图1A); 在2013年, 当载畜率低于每hm2 3.0只羊时, 其种群密度与对照差异不显著, 但是当载畜率高于每公顷4.5只羊时, 其总种群密度显著降低(图1B)。值得一提的是, 当载畜率超过每hm2 7.5只羊时, 瓣蕊唐松草不再进行生殖生长。这一趋势在2012和2013年表现一致。由此可见, 载畜率对瓣蕊唐松草的种群密度有显著影响, 特别是对生殖株丛密度的影响更为显著。由于载畜率超过每hm2 7.5只羊时, 该种群几乎不再进行生殖生长, 初步认为, 本实验条件下, 内蒙古典型草原影响瓣蕊唐松草生殖生长的阈值为每hm2 7.5只羊, 在此载畜率下该种群几乎不再进行生殖生长。2012年, 瓣蕊唐松草种群生物量随着载畜率的变化与其种群密度的变化趋势一致(图1C)。
放牧是内蒙古草原最主要的利用方式。但是草原植物的种群, 特别是一些伴生种的种群, 在不同的载畜率下是如何变化的, 我们对之还知之甚少。本实验结果表明, 载畜率对瓣蕊唐松草种群的影响主要体现在以下3个方面: 1)导致种群密度降低。两年的结果都说明, 当载畜率高于每hm2 4.5只羊时, 其总的种群密度显著降低(图1A、1B)。2)导致种群生物量显著降低(图1C), 这与种群密度的变化趋势一致。3)导致该物种繁殖策略改变, 降低生殖生长甚至不再进行生殖生长, 与王仁忠(2000)关于羊草在重度放牧条件下几乎不分化生殖枝的结果一致。这些结果说明, 草原植物在面对放牧干扰时, 会在营养生长和生殖生长之间进行权衡, 与周婵等(2011)在松嫩平原的研究结果相符。草原植物在遇到不利的环境时, 会通过放弃生殖生长的策略来维系种群的延续。
本研究发现, 在内蒙古典型草原, 较低的放牧强度下(载畜率低于每hm2 3.0只羊), 2013年种群密度和生殖株丛的密度并没有显著降低, 但是当载畜率超过每hm2 4.5只羊时, 连续两年生殖株丛的密度均极显著降低, 说明在内蒙古典型草原, 大约每hm2 4.5只羊的载畜率是瓣蕊唐松草生殖生长开始显著降低的阈值。特别值得一提的是, 当载畜率超过每hm2 7.5只羊时, 瓣蕊唐松草连续两年没有进行生殖生长, 种群的维系完全依赖于营养株的生长(图1A、1B)。这说明瓣蕊唐松草不再进行生殖生长的阈值大约在每hm2 7.5只羊。
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