【摘 要】
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植物的邻体关系是维持种群动态的关键。幼苗的生长过程常常会受到同种同龄或异龄邻株的影响,同时该过程常常受到土壤微生物(尤其是病原微生物)的制约。目前对植物邻体关系的研究主要是基于雌雄同株植物,而基于雌雄异株植物的研究还较少。本文以我国广泛分布的经济、生态、园林植物青杨(Populus cathayana)为研究对象,通过野外回栽实验和室内控制实验,比较了不同性别、不同龄期邻株和土壤杀菌处理对雌雄青杨
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植物的邻体关系是维持种群动态的关键。幼苗的生长过程常常会受到同种同龄或异龄邻株的影响,同时该过程常常受到土壤微生物(尤其是病原微生物)的制约。目前对植物邻体关系的研究主要是基于雌雄同株植物,而基于雌雄异株植物的研究还较少。本文以我国广泛分布的经济、生态、园林植物青杨(Populus cathayana)为研究对象,通过野外回栽实验和室内控制实验,比较了不同性别、不同龄期邻株和土壤杀菌处理对雌雄青杨幼苗形态、生物量积累与分配、生理生化、存活率的差异,分析邻株性别、龄期对雌雄青杨幼苗生理生态学的影响及土壤微生物的效应,为从性别水平上认识植物的邻体关系、种群动态以及杨树人工林的构建提供科学依据。主要研究结果如下:1、雌雄青杨幼苗对异龄邻株的响应差异通过在野外成年青杨周围回栽幼苗后发现:成年青杨邻株下幼苗的存活率均较低(低于30%)且基本停止生长,同时存活率随与母树距离的增加呈现先升高后降低的趋势。其中异性成年青杨下幼苗的存活率高于同性下。此外,雌株幼苗相比雄株幼苗具有更高的存活率。基于控制实验,在异龄邻株下种植青杨幼苗后发现:未灭菌下,异性邻株模式中雌株相比雄株具有更高的株高基径生长量、总根长、总根表面积、叶生物量、根生物量、总生物量、净光合速率以及瞬时水分利用效率,而灭菌下单株或同性邻株中雌株相比雄株在形态和生物量上同样具有优势。从邻株性别来看,异龄同性邻株对青杨幼苗起显著的负效应,而异龄异性邻株对幼苗起负效应或中性效应。从灭菌处理来看,灭菌后异龄异性邻株下雌株的植株邻体效应(包括叶邻体效应、根邻体效应)由中性关系变为负相关关系,而雄株的植株邻体效应(包括叶邻体效应、根邻体效应、茎邻体效应)由负相关关系变为中性关系或正相关关系,此外,异龄同性邻株下雌雄幼苗的邻体关系在灭菌前后差异不显著,均表现出显著的负相关关系。2、雌雄青杨幼苗对同龄邻株的响应差异同龄同性邻株降低了青杨幼苗的根系生长(总根长、总根表面积)、生物量积累(叶、茎、根生物量)、净光合速率、瞬时水分利用效率以及叶氮含量,同龄异性邻株与单株相比无显著差异或有所增加。邻体效应分析表明同龄同性邻株对青杨植株起显著的负效应,而同龄异性邻株无负效应,甚至促进了雌株的生长。同时,灭菌后同龄异性邻株下雌株邻体关系由正效应变为中性,而雄株邻体关系也有中性关系变为负相关关系,但灭菌对同龄同性邻株关系影响不大,均表现出显著的负相关关系。综上,邻株性别对青杨幼苗的生长具有显著影响。异性邻株相比同性邻株更有利于青杨幼苗的生长,且邻体效应的方向和强度与邻株不同发育阶段有关,其中邻株年龄越大受到的影响越大。从土壤灭菌来看,异性邻株下青杨幼苗邻体关系的响应与土壤微生物有关,而同性邻株的响应差异不受土壤微生物的驱动。这些结果不仅可以拓展了植株邻体关系的认识,同时还可以为青杨种群动态分析提供科学依据及杨树人工林的构建提供一定的应用价值。
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