羊草与芦苇种间关系对主要环境因子的响应

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植物之间的相互作用是一种普遍的自然现象。物种间的相互作用一直是生态学研究热点之一。生长在一起的植物常常因为水分、营养、光照和生长空间产生各种各样的种间关系。在松嫩羊草草地上,旱生芦苇常常在不同时空尺度上与羊草共存形成混生群落。混生群落中两者的密度比例、生长状态随环境条件及时间的变化而发生变化。芦苇和羊草长期稳定共存的机制问题是值得探讨的。本文针对上述问题,采用受控实验方法,观测生长在不同光强、土壤水分及营养条件下的单生和混生羊草、芦苇的种群高度、根茎长度、生物量及其分配、种群产量等,并计算种群适合度、相对生长速率等指标,分析探讨羊草和芦苇的种间关系对主要环境因子——光强、土壤水分和营养变化的响应。实验结果表明: 羊草、芦苇种间关系随光强、营养可利用性及两者的相互作用的变化而变化。在光强和/或营养条件比较适宜的生境中,羊草高于芦苇,具有明显利用光资源的有利条件,因此可以在生长季中相对芦苇个体产生更多的积累干物质,羊草的净同化速率(NAR),相对叶生长速率都(LRGR)要高于芦苇。与单生种群相比,混生群落中羊草净同化速率(NAR)、叶面积比率(LAR)、相对叶生长速率(LRGR)较高,也是植物在混生中对种间关系的积极响应,用以增加对共存种的抑制作用。芦苇在混生群落中的NAR、LRGR略低于单生种群,是芦苇受到种间竞争关系影响的一种反映,但是芦苇也通过提高LAR有效利用下层光能,进行干物质积累来积极响应这种负效应。 随着营养可利用性的降低,混生在一起的羊草、芦苇在高光强生境中提高了对地下器官的生物量分配。但当彼此混生在光强不足生境中时,两者对营养和光的需求发生了变化。此时混生群落的单株生物量、种群生物量高于对应的单生种群,说明植物之间竞争效应增加了植物对环境资源的利用效率,能更充分利用环境资源,因此在混生的条件下可以获得较高的生物量。 羊草、芦苇种间关系随光强、土壤水分及两者的相互作用的变化而变化。混生羊草对光和土壤水分的需求是同时一致的,在光强不足时,由于羊草降低了对土壤水分的竞争,而芦苇的根茎伸长,对水分的竞争提高,并且株高增加。 通过相对产量(RY)、相对产量总和(RYT)说明在低光强、低营养可利用性条件下,混生群落中羊草、芦苇因为种内竞争的增大而降低了对彼此的负作用。因而此时两者可以稳定共存,并且可以充分利用环境中的资源。当营养充足时,低光强在中等水分梯度条件下,羊草、芦苇对光、土壤水分的需求不同,此时两者避免了竞争。 综上所述,羊草、芦苇种间关系随着光强、营养及土壤水分变化而发生变化。当光强和营养不充分(或中等水分梯度)时,羊草、芦苇由于选择不同资源来增加自己的竞争力,所以此时两者呈现互惠共生的关系。并且两者对光的竞争也采取了不同的策略:羊草通过生长更多的叶来增加吸收光的面积,芦苇通过伸长茎来首先截获光。
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