青藏高原東緣兩型閉花植物塊莖堇菜繁殖對策的研究

1、青藏高原東緣兩型閉花植物塊莖堇菜繁殖對策的研究繁殖是生物持續(xù)生存和成功繁衍最基本的行為和過程,也是植物生活史理論研究的核心之一。通過研究植物在不同環(huán)境中的繁殖對策可以揭示植物對環(huán)境的適應能力以及植物在該生境中的生殖潛能。開花物候、種子擴散等都與植物的繁殖成功密切相關,對植物種群的維持和更新具有重要作用。目前,對閉花受精植物類群繁殖對策的研究仍然缺乏實驗證據(jù)。塊莖堇菜是青藏高原東緣特有的兩型閉花植物,同一植株上可同時形成開放花、地上和地下閉鎖花,為研究混合交配系統(tǒng)植物的繁殖適應提供了極好的材料。因此,本文以塊莖堇菜為研究對象,探討了塊莖堇菜在不同海拔和生境下種群的開花物候和繁殖特征、地下閉鎖花的

2、擴散特征,旨在探明青藏高原特有植物塊莖堇菜有何繁殖對策以及其對高寒環(huán)境的適應機制,從而為揭示混合繁育系統(tǒng),特別是兩型的閉花受精植物的生態(tài)適應性進化提供依據(jù)。結(jié)果表明:1.塊莖堇菜種群開放花花期集中在5月底到6月下旬,花期持續(xù)時間1215天左右。隨著海拔的升高,塊莖堇菜的始花期、盛花期、終花期均延遲,且開花振幅為低海拔處高于高海拔處。生境對塊莖堇菜的花期物候也有顯著影響,表現(xiàn)為塊莖堇菜的始花期、盛花期、終花期在光照充足的草甸和土丘生境中,早于光照受到限制的灌叢和林緣生境;開花振幅也為草甸和土丘生境中高于灌叢和林緣。此外,在不同海拔和不同生境中,塊莖堇菜均為“集中開花模式”,這可能是在各種選擇壓力

3、下形成的對其生存環(huán)境的一種適應性行為。2. 塊莖堇菜既可進行有性繁殖,又能進行克隆繁殖。同一植株上既可以產(chǎn)生CH花和地上CL花，又可以產(chǎn)生地下CL花，且3種花均可結(jié)實并產(chǎn)生種子。在這3種有性繁殖方式中，每塊莖堇菜產(chǎn)生地上CL花的數(shù)目最多，地下CL花次之,CH花最少；而由3種花結(jié)實后每果實產(chǎn)生的種子數(shù)則為CH花種子>地上CL花種子>地下CL花種子。塊莖堇菜的克隆繁殖表現(xiàn)為可以通過主根上的鱗莖、匍匐莖節(jié)間以及匍匐莖末端的新鱗莖等多種方式產(chǎn)生克隆后代,但主要以匍匐莖末端的新鱗莖萌發(fā)產(chǎn)生分株為主,這有效地避免了漫長而寒冷的冬季對分株的威脅。3. 隨著海拔的升高，塊莖堇菜產(chǎn)生

4、CH花及其種子的數(shù)目顯著減少，地下CL花及其種子數(shù)顯著增多；地上CL花及其種子數(shù)則表現(xiàn)為在海拔27003300m勺范圍內(nèi)隨海拔的升高而逐漸增多，若海拔繼續(xù)升高，地上CL花數(shù)及其種子數(shù)則顯著減少。由此可知,海拔對塊莖堇菜的有性繁殖和無性繁殖有一定的影響,隨著海拔的升高，塊莖堇菜對CH的投資減少，而對地上地下CL花的投資逐漸加強，但隨著海拔的進一步升高,塊莖堇菜將更多的資源投入到地下閉鎖花和鱗莖的繁殖中。4. 塊莖堇菜的有性及無性繁殖對異質(zhì)性資源均響應明顯。在有性繁殖中,CH花和地下CL花的響應最為明顯。草甸生境光照充足，但競爭十分激烈，因此主要以CH花的繁殖為主，地下CL花的繁殖受到限制；土丘生

5、境光照充足、資源豐富且土壤疏松，因此其CH花和地下CL花的繁殖均占優(yōu)勢；灌叢生境因其光照受限，在群落垂直結(jié)構中屬于下層的地被層，塊莖堇菜產(chǎn)生地下CL花的種子數(shù)是4種生境中最高的。地上CL花的數(shù)目在4種生境中則無顯著差異。此外,塊莖堇菜產(chǎn)生鱗莖的數(shù)目為土丘>林緣>灌叢>草甸。5.塊莖堇菜地下CL花著生在地下匍匐莖莖節(jié)上，其種子通過匍匐莖的延伸進行擴散。隨著海拔的升高,種子擴散距離逐漸減小。可見,隨著環(huán)境條件更加惡劣,塊莖堇菜傾向于將種子保留在母株附近,從而在母株附近有利的微環(huán)境中保存后代。6.生境對塊莖堇菜地下CL花種子的擴散影響顯著。在土壤疏松，群落總蓋度較低的土丘生境中，地下CL花種子的擴散距離最遠；而草甸