典型草原主要植物繁殖特性的研究

【摘要】： 典型草原的羊草+大针茅草原群落在过度利用后会退化为冷蒿小禾草群落，在此过程中的主要变化就是优势种的更替。试验从种子生产、实生苗、土壤种子库及植物的营养繁殖特征四个方面对这两个群落主要植物的有性繁殖和营养繁殖特征进行了系统的对比研究，分析了放牧对植物繁殖特征的影响，并从植物适应的角度探讨了退化后的优势植物的繁殖特征的变化。主要研究结果如下： (1)羊草永久封育样地围栏内开花结实的植物种类及数量都明显高于围栏外。放牧对羊草样地优势植物抽穗和结实这两个产量构成因子的影响并不相同。植物的抽穗是比结实更容易受到影响的因子。放牧后围栏外抽穗的枝条数减少，但结实率却保持不变甚至提高。放牧样地优势植物在这两个因子上受放牧的影响一致，适宜的放牧强度可以提高植物的生殖枝数量和结实率。 两个样地的优势植物的种子产量存在差异，放牧样地优势植物的种子产量均高于羊草样地。同种植物的种子产量存在年份间的差异，而不同植物较高的种子产量出现的年份不同，这主要受到前一年的降水条件和当年的降雨分布的影响。 不同植物在采集当年的发芽率和发芽持续时间的差异很大。成熟时间和萌发特征共同决定植物的种子在当年能否萌发出苗。 (2)羊草样地围栏内外土壤种子库内的种子均以一、二年生牧草为主，远多于多年生牧草的数量。而围栏外一、二年生牧草在种子库总贮量中所占的比例更高。受观测年份种子输入的限制，围栏内外土壤种子库的贮量随着取样时间的推迟而逐渐减少。放牧样地一、二年生植物在种子库总贮量中所占比例普遍低于羊草样地，各样区的种子总贮量动态的变化规律也并不一致。重牧区由于过度放牧严重影响了牧草的生殖，各次取样的种子总贮量均最低。 退化后的放牧样地与羊草样地相比，种子库内种子与地上植被的相关程度增加。土壤种子库特征以及与地上植被的关系主要受以下几种植物的影响。1．短命植物；2．仅形成短暂种子库或是大部分时间形成空中种子库 或土壤外种子库的植物；3．种子繁殖能力弱而营养繁殖能力很强的植物。 种子库内的种子主要集中在 0－5 an的土层中，下面 5－15 cm上壤中的种 子含量较少。在水平方向上，土壤内种子的斑块分布是十分明显且普遍存 在的，放硷样地各样区种子的斑块状分布较羊草样地明显。 （3）羊草样地围栏外实生苗的数量高于围栏内，但更多的是增加了糙 隐子草和牲畜不喜食的短命一年生植物的数量，减少的却是多年生植物的 种类和数量。这使得实生苗种群的物种生活型单一化，多样性降低。放牧 样地各样区的实生苗优势种类似，数量均随着放牧率的增加有先升高而后 下降的趋势。 不同植物的实生苗在生长季出现的时间是有区别的。但总的来说出现 的实生茵的总量会出现两个高峰；干旱时降雨分布的影响将会对不同的高 峰期有抑制作用。年度间各样区的实生苗的总数量和不同植物实生苗优势 地位的差异很大。这是降雨分布与实生苗出现的时间共同作用的结果。不 同种植物的实生苗的好年和坏年受降水分布的影响出现在不同的年份，是 植物的实生苗对环境的一种适应反应。 满足水分供给时实主苗的数量增加，但并不能改变放牧强度对实生苗 数量的影响，实生苗的种类及组成也没有变化。不同植物的实主苗的死亡 率大小不同，但普遍较高，主要受干旱、竞争和放牧的影响。 （4）丛生植物对放牧的响应方式不同。大针茅和恰草在放牧后单位面 积产生的株丛数增加，而每丛植物分巍的枝条数下降。羽茅通过刺激枝条 的分桑来补偿株丛死亡的损失。克氏针茅的株丛数随放牧强度的增加先增 加而后下降，每株丛所分糜的枝条数随着放牧强度增加枝条数逐渐减少。 糙隐子草的耐牧能力较强，放牧后株丛和分孽的枝条数同时增加，但随着 放牧强度的增加株丛数逐渐减少。在严重干旱的条件下，短期内的集中放 牧对糙隐子草株丛的分孽有抑制作用。 丛生禾草在生长期间枝条的动态都稳定地表现出两个分荚时期。这两 个分桑期出现的时间先后、间歇期的长短以及以那一个时期的分孽为主， 不同的牧草有不同的表现，也常常会受到水、热条件的限制。 （5）具根茎或匍匐茎的植物对放牧所采取的适应方式也是不同的。冰 草在放牧后两萌孽枝间的距离投有显著变化，但萌孽节上的枝条数却显著 地增加，这是它在一定的放牧条件下生长旺盛的机制之一．羊草在放牧后 两萌菜枝间的距离显著地缩短，萌菜节上的枝条数却没有显著差异。苔草 在放牧后的优势地位主要是通过萌羹节戮量的憎加从而增加固定面积的根 茎总长度和枝条数来达到的。星毛萎陵莱营养繁殖的适应能力并不特别强。 随着放牧强度的增加星毛萎陵菜密度的增加是由于放牧抑制了其它植物的 生长，增加了星毛萎陵菜的扩展空间使斑块面积扩大和数量槽多所造成的。 I 游击型植物在空间上的营养扩展存在着优势，密集型植物对有性繁殖 的依赖较游击型植物大．植物的繁殖特征