隔代效应对典型草原优势植物克氏针茅、冷蒿种间关系的影响

Environment change has an effect on interspecific relationship. Enviornment change may affect plant growth, and alter interspecific relationship. However, plants reponses to enviornment change through plasticity. According to our previous research, environment change experienced by maternal plant has an effect on offspring plant through transgeneration effects. How does transgeneration effect change the interspecific relationship? What is the community dynamic in future? Systematic research is lack. This study was conducted to examine how the interspecitic relationship of Stipa kryroii Roshev. and Artemisia frigida Willd. response to N addition and increased precipitation through transgeneration effect. It is important to provide basic data and theoretical basis of effects of the temperate steppe in northern China.

环境变化可以引起植物种间关系的改变。然而植物不仅仅受到环境的影响，还可以通过可塑性来积极响应环境变化。之前的研究表明：母本植物可以通过“隔代效应”改变子代植物对环境变化的响应，且这种改变依物种而不同。那么隔代效应又将怎样改变植物的种间关系？这种改变将对该地区未来群落结构和物种组成有着怎样的影响？目前尚缺少系统研究。本项目拟选取典型草原地区优势植物克氏针茅和冷蒿为研究对象，研究在N添加和增雨背景下，隔代效应如何影响其种间关系，结合野外原位观测植物的生长生殖特征，预测该地区群落结构和物种组成的变化，并为精确评价全球变化对北方典型草原地区的影响提供基础数据和理论数据。

环境变化可以引起植物种间关系的改变。然而植物不仅仅受到环境的影响，还可以通过可塑性来积极响应环境变化。现在研究表明隔代效应可以改变植物对环境的可塑性响应。那么隔代效应又将怎样改变植物的种间关系？这种改变将对该地区未来群落结构和物种组成有着怎样的影响？本研究依托中国科学院植物研究所多伦全球变化多因子实验平台，选取经历过模拟氮添加和增雨处理的在该生态系统中占据优势的两种植物克氏针茅和冷蒿为研究对象。重点探讨通过隔代效应将怎样改变两者的种间关系，并试图预测在氮添加和降水增加的背景下，该地区群落结构和物种组成的变化。研究发现：1. 氮和水添加显著增加克氏针茅、冷蒿单生种群的生长。其中氮添加对两者生长的增加最多。无论环境条件如何，克氏针茅和冷蒿的RYT＞1，表示两者对资源有不同的需求，可能形成稳定的共生关系。2. 母本植物所经历的氮和水环境影响克氏针茅和冷蒿的竞争关系。克氏针茅母本植物经历过氮添加、水添加、氮水同时添加后，其子代植物的RY从2.47逐渐下降到＜1。这表示，母本植物经历的氮添加、水添加、氮水同时添加环境，子代克氏针茅在与冷蒿的种间竞争中其竞争力逐渐下降。冷蒿母本植物经历过氮添加、水添加后，其子代植物的RY从＜1上升到＞1。这表示，母本植物经历的氮添加、水添加后，子代冷蒿在与克氏针茅的种间竞争中其竞争力增强。克氏针茅和冷蒿母本植物在经历氮和水同时添加的环境后，两种的种间竞争激烈。3. 分析子代环境、母本环境以及子代和母本环境连续一致的情况下，克氏针茅、冷蒿的单生、混生植株生物量变化得出：对于克氏针茅、冷蒿的混生群落而言，在该地区未来氮添加/沉降增强、降水增多的趋势下，冷蒿的优势将有可能逐渐增多。本研究将为更准确预测未来气候变化对内蒙古典型草原生态系统的影响提供第一手资料，为深刻全面地认识全球气候变化对我国温带草原的可能影响提供科学依据。