【摘要】：開花植物的交配方式和繁殖策略都非常復雜,開展植物繁殖特征方面的研究,有助于我們對植物的繁育機制進行合理地解釋。雄全異株性系統(tǒng)是一種非常罕見的繁育系統(tǒng),該性系統(tǒng)植物的繁殖種群中,僅存在兩種類型的個體:雄性個體和兩性個體�，F(xiàn)已報道的雄全異株植物多是形態(tài)學上的雄全異株,其功能上多為雌雄異株或雄全同株,因此,鑒定植物的交配系統(tǒng)類型,必須考慮其繁殖器官的功能。植物生活史理論認為,植物個體能夠利用的資源是有限的,如何將有限的資源在繁殖生長和營養(yǎng)生長之間進行合理配置,是植物生活史特征的核心問題。對性二態(tài)植物而言,不同性別植株在繁殖活動中投入的資源不一定是相同的,如果存在差異,這種差異是否會導致營養(yǎng)生長和生物量分配模式等方面存在性別間差異,是植物繁殖特征研究的重點內(nèi)容。本研究在吉林蛟河針闊混交林監(jiān)測樣地內(nèi)開展,研究的目標植物為雄全異株樹種青楷槭,進行了連續(xù)4年的定位觀測。開展連續(xù)4年的野外調(diào)查,同時通過室內(nèi)試驗進行數(shù)據(jù)的完善和補充,最終分析了青楷槭的繁殖種群性比、空間分布格局,明確了青楷槭的交配系統(tǒng)類型,檢驗了不同性別植株的繁殖資源分配特征及其影響因素,建立了不同性別植株各組分的異速生長模型,揭示了青楷槭不同器官的化學計量學特征。主要研究結果概括如下:1.通過性別調(diào)查和樣地內(nèi)青楷槭的位置信息,分析青楷槭在近熟林和成熟林樣地內(nèi)的青楷槭繁殖種群性比、空間分布格局、不同性別植株間的空間關聯(lián)。分析結果表明,青楷槭的繁殖種群中,雄性植株數(shù)量顯著高于兩性樹,且性比顯著偏離1:1。在近熟林和成熟林樣地內(nèi),雄樹和兩性樹均呈聚集分布,且在近熟林樣地中,雄樹和兩性樹呈空間負相關關系。在研究樣地內(nèi),青楷槭繁殖種群存在著典型的性別間空間分離現(xiàn)象。2.從繁殖器官功能的角度著手,通過連續(xù)四年的野外觀測,結合控制試驗,分析了青楷槭的交配系統(tǒng)類型。物候觀測結果顯示,青楷槭的花期為5月,果期為9月,且雄樹的開花時間早于兩性樹。雄花和兩性花均為總狀花序,雄花的單花大小顯著大于兩性花,柱頭和花藥之間存在空間分離現(xiàn)象。青楷槭的花粉胚珠比約等于4216,雜交指數(shù)等于4,判斷其交配系統(tǒng)類型為專性異交,需要傳粉者。在野外開展人工授粉控制試驗,研究結果表明,青楷槭兩性花不存在無融合生殖現(xiàn)象,其繁殖方式為專性有性生殖。兩性花的雄蕊不具備可育性,實質(zhì)上行使的是雌花的功能,因此,青楷槭的兩性花僅在形態(tài)學上兼?zhèn)浯苹ê托刍ǖ奶卣?青楷槭在功能上二為雌雄異株植物。3.自2014年起,連續(xù)三年開展雄樹和兩性樹的繁殖資源分配調(diào)查。三年的觀測結果一致,兩性樹的生殖生物量顯著高于雄樹,生殖營養(yǎng)比例也.顯著高于雄樹。葉和新生枝等營養(yǎng)器官生物量在二級枝和三級枝水平上存在顯著差異,雄樹具有更高的營養(yǎng)生物量,但在植株水平上差異不顯著。分析了性別、土壤環(huán)境、光照環(huán)境、鄰體競爭強度和個體大小對不同性別植株的生殖營養(yǎng)比的影響,結果表明性別對青楷槭的生殖營養(yǎng)比影響顯著,兩性樹的生殖營養(yǎng)比與性別呈正相關。環(huán)境因素方面,通徑分析結果顯示,對雄樹的生殖營養(yǎng)比有顯著正效應的因素為土壤磷含量和土壤鉀含量,而土壤有機質(zhì)和土壤氮含量則呈現(xiàn)顯著的負效應;對兩性樹的生殖營養(yǎng)比有正效應的因素的土壤氮含量,有負效應的因素為所有樹木形成的鄰體競爭、土壤濕度、磷含量和鉀含量。同一環(huán)境因素對不同性別植株的生殖營養(yǎng)比影響不同,例如磷和鉀含量。4.為了檢驗性別對生物量結構的影響以及異速生長關系,本研究砍伐了雄樹29株,兩性樹31株,進行生物量分配模式的研究,同時進行異速生長方程的擬合。方程選用胸徑、樹高和冠長等指標作為自變量,不同器官的生物量作為因變量,分別采用5種方程形式進行建模。結果表明,雄樹的葉生物量比例和粗根生物量比例,顯著高于兩性樹,且對于同一生物量組分而言,不同性別植株的最優(yōu)異速生長方程存在顯著差異。雄樹傾向于分配更多的生物量在葉和粗根等營養(yǎng)器官上。5.對31株兩性樹和29株雄樹進行葉、新生枝、枝條和粗根取樣,對各器官的碳氮磷元素含量進行測定,進一步分析各元素含量是否存在性別間差異。采用標準化主軸估計的方法,檢驗每一個生物量組分的氮磷含量之間的關系。研究結果表明,雄樹具有較高的葉干物質(zhì)含量和根干物質(zhì)含量,且雄樹的當年生營養(yǎng)器官葉和新生枝的C、N和P含量與兩性樹存在顯著差異。雄樹的新生枝C/N 比和C/P 比顯著高于兩性樹,葉和枝條的C/P 比比顯著低于兩性樹,而兩性樹的葉和枝條N/P 比則是高于雄樹。對于不同器官的氮磷關系分析結果表明,雄樹具有更高的葉磷累積速率。說明性二態(tài)植物的化學計量學特征存在顯著的性別間差異。
【圖文】：

進行樣地內(nèi)青楷槭的性別調(diào)查，記錄每一株開花植株的性別、牌號、位置、逡逑胸徑、樹高、冠幅及枝下高等。樣地中青楷槭雄樹、兩性樹及未確定性別植株的分布，逡逑如圖３－１所示。逡逑近熟林邐成熟林逡逑邐邐邐邐邐邋５００邋ｐｒ邐邐邐逡逑ｉ邋Ｖ，，’邐。邋ｘ邋？？邐４００邋＊邋ｘ邋＾逡逑２５０邋．邋％邋％邋？邋４0０邋＾邋＊？逡逑２００邐ＳＴ－邐Ｖ邋Ｍ邋３００邐。Ｓ邋＊逡逑１５０邋ｘ邋ｘ邋ｘｉｊＳ邋ｘ邋＾８＊邐．邐？ｘ邐ｎＨ邋ｘ逡逑ｘ邋ｘ邐ｘ邋＾邋Ｍ＼邐ｘ邐２００邐＜５邐＃邐。逡逑１００邐＾邋ｘＶ邐Ｏ＊邋４邐＾逡逑ｘ邋Ｍ邐ｘ邐？邐１００邐？邐次o皰澹義希危誨澹海緬�？�

本文編號：2674529