外来树种火炬树克隆繁殖扩散过程生态学分析

【摘要】： 目前国内外对于克隆植物的研究主要是围绕草本植物进行的,涉及木本克隆植物的研究很少,本研究正是对木本克隆植物火炬树的表型可塑性做出了研究分析。本文首次将外来树种火炬树(Rhus typhina)的母株与其产生的克隆分株看做一个统一的整体,即“火炬树母株-克隆分株系统”,并以此为研究材料,于2008年3月至2008年9月在山东省泰安市市区及市郊苗圃进行了火炬树母株-克隆分株系统截根试验及水肥控制试验,同时分别对火炬树雌雄性母株进行了样地调查,采用CIRAS-2光合仪、Pam-2100便携式叶绿素荧光分析仪等仪器测定光合生理和荧光参数日变化,对比分析了火炬树基株及其克隆分株在不同试验处理中的光合生理特性、形态生长特性和叶绿素相对含量的变化特征。研究结果表明: 1.火炬树母株-克隆分株系统在经过三种不同截根方式的处理之后,短时间内样株受到不同程度的水分胁迫,也可认为火炬树母株及其分株处于水分条件相异的生境中,光合蒸腾及叶绿素荧光参数下降的幅度表现为火炬树一级分株(或失去同级分株的一级分株)火炬树母株离开系统的二级分株(或离开系统的一级分株),因此:截根之后,火炬树母株-克隆分株系统内的一级克隆分株(具有多个一级分株的,则为保留在系统内的一级分株)受到的影响最大,表现为最明显的生理生态指标的下降。 2.经研究,火炬树雌雄株在生理特征可塑性、形态特征可塑性和生长特征可塑性上都存在差异。具体表现为火炬树雄株较雌株具有较大的冠幅而具有较强的光合蒸腾能力,而雌株则更注重高生长和径生长。故火炬树雌株比雄株占据更大的群落上层空间,而雄株比雌株占据更多的地面空间。同时就繁殖投资而言,火炬树雌雄株均可进行克隆繁殖,且雌株不仅可以进行克隆繁殖还可以进行有性生殖。由于雄株比雌株产生更多世代和数量的克隆分株,使火炬树雄株具有更强的克隆繁殖能力,因此在火炬树单优群落的形成过程中雄株起着更为重要的作用。 3.在本研究设定的水肥条件下,火炬树母株的生理参数在低水低氮处理或高水施肥(低氮或高氮)处理时,均表现为最适状态,此时最有利于火炬树母株进行生命活动及克隆繁殖活动。火炬树母株形态上的最适生长条件可总结为:低氮高水或无氮高水时,叶高达到最大值;低氮低水或高氮高水时,胸径达到最大值;低氮有水或无氮高水时,冠幅达到最大值;低氮低水或高氮高水时,地径达到最大值;而火炬树克隆分株的形态生长指标均在低氮高水条件下达到最大,此时最利于火炬树克隆分株的拓殖。对于促使火炬树母株叶绿素相对含量增加的条件可总结为:在低氮条件下,低水和高水处理中火炬树母株的叶绿素相对含量较无水处理中的高,而在高水条件下,低氮处理和高氮处理又有利于火炬树母株叶绿素相对含量的增加。