水分虧缺對春小麥和三葉草單物種種群自疏的影響.pdf

1、自從Yoda提出-3/2-方自疏法則以來，自疏引起了人們的廣泛興趣。從肯定自疏法則的正確性、普適性，到質(zhì)疑它，又到發(fā)展它。到現(xiàn)在為止，關(guān)于自疏的內(nèi)在機制，形成了各種假說。在本研究中，根據(jù)前人的工作提出假說：限制因子是種群自疏的關(guān)鍵原因和最根本的驅(qū)動因子。并試圖以水分梯度下的春小麥和三葉草種群為研究對象，驗證該假說。 在春小麥實驗中設(shè)計了兩個播種密度(3000，10000/m2)和兩個水分梯度(正常水分，干旱處理)，在整個生長期內(nèi)

2、取樣5次。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該實驗處理條件下的干旱處理對自疏線的斜率和截距無顯著性影響。與正常水分條件下的種群相比，水分脅迫條件下種群密度下降的時間延遲。在正常水分條件下的自疏斜率為-1.488，與-3/2無顯著差異，自疏過程遵循-3/2-方法則。而水分脅迫條件下的自疏斜率為-1.350，盡管顯著低于-3/2，但與正常水分條件下的-1.488無顯著差異。與正常水分條件下的種群相比，水分脅迫條件下地上生物量的積累速率顯著下降。這表明-3/2-方自

3、疏方程的指數(shù)對水分脅迫不敏感，至少不如地上生物量積累速率對水分脅迫敏感。同時，在各密度處理中，不同水分條件下的株高-地上生物量關(guān)系無顯著差異。 在春小麥的實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，2004年以三葉草為實驗材料，進(jìn)一步完善實驗，以檢驗不同水分脅迫程度對自疏的影響。設(shè)計了兩個播種密度(20000，50000/m2)和四個水分梯度(正常水分CW-1、輕度干旱CW-2、中度干旱CW-3和嚴(yán)重干旱CW-4)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著水分脅迫的加劇，三葉草種

4、群的地上部自疏線逐步漸進(jìn)的下降，而地下部根的自疏線則逐步漸進(jìn)的升高。在水分條件較好的CW-1、CW-2種群單位面積的地上生物量隨密度的降低而升高，單位面積的根生物量隨密度的降低而降低；在水分條件較差的CW-3種群單位面積的地上生物量則基本保持恒定，單位面積的根生物量隨密度的降低而升高；而在水分條件最差的CW-4種群則是單位面積的地上生物量呈下降趨勢，單位面積的根生物量則無顯著相關(guān)性。分析認(rèn)為隨著水分脅迫逐漸加劇，地上部競爭的強度逐漸減弱

5、，而地下部根競爭的強度逐漸增強。通過對異速生長參數(shù)的考察發(fā)現(xiàn)，種群內(nèi)個體幾何株型在不同水分條件下的變化趨勢與地上部自疏線的變化具有同步性。沿水分虧缺的梯度，個體的向上生長和徑向生長均逐漸減弱，根莖比逐漸升高。進(jìn)一步印證了水分脅迫條件下地上部競爭強度與地下部競爭強度有相反的變化趨勢的預(yù)測。 根據(jù)以上的實驗結(jié)果，驗證了本文提出的植物種群自疏最終是由限制因子驅(qū)動的假說。在營養(yǎng)充分的正常水分條件下，因為生長空間有限，個體間互相遮陰而使得