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空间拓展策略是克隆植物种群生活史策略的重要组成部分。本研究以根茎型克隆植物光稃茅香(Hierochloe glabra Trin.)为研究材料,以克隆植物空间拓展策略作为切入点,重点阐述克隆植物种群空间拓展驱动力及空间拓展能力问题,为克隆植物种群生活史策略研究提供新的科学依据。本研究的目的为:(1)研究克隆植物光稃茅香在不同养分水平的同质生境中空间拓展能力的变化,从而验证前人研究得出的结论,即在富营养生境中克隆植物种群的空间拓展能力下降,以充分利用现有资源,在贫营养生境中克隆植物种群的空间拓展能力提高,以逃避不利生境;(2)研究克隆植物光稃茅香在不同养分梯度差的异质生境中的拓展情况,从而探讨异质生境中克隆植物种群空间拓展外在驱动力的问题。
本研究采用田间控制实验,为避免以往实验设计中的不足,本研究中共设计了两种实验生境,即同质生境与异质生境。研究结果表明,在同质生境中,随施肥量的增加克隆植物种群的分株数、间隔子长度、节间长和根茎总长均无差异显著性存在,但在高养分处理中芽数显著增多(p<0.05);种群的地上表型特征表现出了显著的可塑性,植株的叶长和株高随施肥量增加而显著增大(p<0.05)。在生物量的观测中,地上生物量以及总生物量在高养分处理中都显著增加,而地下生物量的增加并不显著,这体现出种群的投资倾向于优先提高地上部分的投入。在异质生境实验中,通过对几项拓展能力参数的观测可以发现,种群在富营养斑块一侧随生境斑块间养分梯度差的增大分株数显著增多(P<0.05),根茎总长显著增大(P<0.05),间隔子长度和节间长度在富营养斑块内都显著缩短(P<0.05)。表型特征的差异随生长季的时间变化和施肥量的变化而变化,在种群定植初期表型的差异性显著,而随着时间的变化这种差异性会消失。在2008年地上生物量、地下生物量以及总生物量都表现出富营养斑块一侧高于贫营养斑块一侧,并且都是在高养分梯度差处理下达显著水平(P<0.05)。
通过研究我们可以得出结论:在同质生境中,土壤基质养分高低对于种群空间拓展能力参数的影响并不显著,但对地上表型的影响显著,有利于种群获取更多的光能,从而使种群整体获益;在异质生境中,结合拓展能力参数、表型参数以及生物量的观测结果,可以证明随克隆植物生境斑块间养分梯度差的增大,克隆植物种群选择高营养斑块的倾向越明显,即生境斑块间养分梯度差是克隆植物种群水平空间拓展的驱动力之一。