桂林岩溶区红背山麻杆(Alchornea trewioides)的繁殖特征及其策略

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岩溶区生态系统极为脆弱,石漠化现象日渐加剧。红背山麻杆(Alchornea trewioides)作为一种常见的先锋灌木植物,具有克隆生长特性,对于石漠化地区的植被恢复显得尤为重要。本研究对桂林岩溶地区红背山麻杆克隆繁殖群落以及群落内砍伐干扰克隆繁殖、非克隆繁殖和无干扰克隆繁殖3种类型红背山麻杆群落的不同物候期(花期、果期和凋落期)的资源分配及其克隆繁殖特征进行研究。探讨红背山麻杆适应桂林岩溶地区石漠化环境的机制,对桂林岩溶地区的植被恢复具有重要的科学意义。主要研究结果如下:(1)野外调查红背山麻杆克隆繁殖群落结果表明,6个样方(10 m×10 m)中,红背山麻杆是主要优势种,其个体数占总活个体数的86%,红背山麻杆径级Ⅰ(地径≤0.5 cm)的总个体数为6320株,占红背山麻杆总个体数的78.21%;径级Ⅱ(0.5 cm<地径≤1.0 cm)的总个体数为1547株,占红背山麻杆总个体数的19.14%;径级Ⅲ(地径>1.0 cm)的总个体数为214株,占红背山麻杆总个体数的2.65%。(2)整体上,红背山麻杆在小尺度(小于2 m)上表现为聚集分布,在2~7 m尺度上表现为随机分布。3个径级之间在小尺度两两表现均为正关联,随着尺度的增大,3个径级之间的关联性由正关联转变为无关联或者负关联;在较大的尺度范围上红背山麻杆较大地径的母株对其他株系的克隆小分株产生较强的抑制作用,随着两个径级大小差异的增大,它们的空间关联性会逐渐呈无关联或负关联,与径级Ⅰ和径级Ⅱ或径级Ⅱ和径级Ⅲ相比,径级Ⅰ和径级Ⅲ的空间关联性呈较强的负关联。(3)对3种类型红背山麻杆不同时期的资源分配研究发现,3种不同类型同一径级红背山麻杆总干重按大小顺序排列均为:砍伐干扰克隆繁殖>无干扰克隆繁殖>非克隆繁殖。在资源分配上的差异主要体现在花果上,不同类型红背山麻杆在花上的资源分配比较结果发现,3个径级均为非克隆繁殖>无干扰克隆繁殖>砍伐干扰克隆繁殖,且在径级Ⅰ达到显著水平。同一类型不同径级红背山麻杆在花的资源分配比较发现,砍伐干扰克隆繁殖表现为径级Ⅱ>径级Ⅲ>径级Ⅰ,且差异显著;非克隆繁殖和无干扰克隆繁殖红背山麻杆均表现为径级Ⅲ显著大于径级Ⅱ和径级Ⅰ。果期,不同类型同一径级红背山麻杆在果实上的资源分配表现如下:对于径级Ⅲ而言,无干扰克隆繁殖显著大于非克隆繁殖和砍伐干扰克隆繁殖;对于径级Ⅱ而言,非克隆繁殖显著大于砍伐干扰克隆繁殖和无干扰克隆繁殖;对于径级Ⅰ而言,无干扰克隆繁殖显著大于非克隆繁殖和砍伐干扰克隆繁殖。3种类型不同径级红背山麻杆在果上的资源分配均表现为径级Ⅰ显著大于径级Ⅱ和径级Ⅲ。(4)通过对砍伐干扰和无干扰两种类型红背山麻杆克隆繁殖根系的研究发现:红背山麻杆根分枝强度较弱,一般就一到两条繁殖水平侧根,鲜有3条,且方向性较强,分株不密集,表现为“游击型”克隆植物。砍伐干扰对红背山麻杆的克隆繁殖具有促进作用,即对于相同径级红背山麻杆而言,砍伐干扰克隆繁殖类型分株数比无干扰克隆繁殖类型多。但砍伐干扰克隆繁殖的克隆分株存活率比无干扰克隆繁殖的低,风险分摊现象比无干扰明显。无论是砍伐干扰克隆繁殖还是无干扰克隆繁殖,克隆分株地径与后端水平根直径的线性关系都要强于克隆分株地径与前端水平直径的线性关系。本研究还发现红背山麻杆前后端水平根具有不对称性,即随着红背山麻杆克隆分株地径的增大,后端水平根直径由一开始比前端水平根直径小逐渐增大,到后端水平根直径大于前端水平根直径,这种差距会随着克隆分株地径的增大而增大。综上所述,红背山麻杆具有良好的繁殖能力和水平扩展能力,能有效地利用环境资源,迅速开拓新生境,扩大种群,形成单优势种群,还能根据外界环境的改变来调节自身的资源分配和繁殖策略,最大限度地保障其生长和繁殖成效。作为先锋灌木植物,红背山麻杆较适合于作为岩溶地区退化生态系统植被恢复前期的物种进行植被重建,通过快速覆盖为植被恢复中后期阶段物种进入提供良好的条件。
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