狭叶锦鸡儿的繁殖对策沿着气候干旱梯度的变异及其生态意义

野外调查发现，狭叶锦鸡儿在内蒙古草原区绝大多数是单株生长，在荒漠化草原区多数是单株生长，而在荒漠区形成了直径1.0-3.0m、紧密交织的大灌丛集群。分析草原、荒漠化草原和荒漠区环境差异及其对植物的影响，结合野外考察，我们假设是由于狭叶锦鸡儿繁殖方式随着气候干旱和环境沙漠化的变异，导致了不同地带生长型的差异，而繁殖对策的变异更有利于其适应当地环境和发挥生态作用。为了验证上述假设，本项目拟开展下列比较研究：（1）草原、荒漠化草原和荒漠区狭叶锦鸡儿有性繁殖和无性繁殖比例的变异；（2）草原、荒漠化草原和荒漠区狭叶锦鸡儿克隆构型的变异；（3）草原、荒漠化草原和荒漠区狭叶锦鸡儿种子萌发和幼苗建成在灌丛内、外部成功概率的变异；（4）狭叶锦鸡儿繁殖方式变异的生态意义。旨在掌握狭叶锦鸡儿的繁殖对策沿着气候干旱梯度的变异，弄清繁殖对策变异的生态意义，揭示不同地带狭叶锦鸡儿生长型变异的原因。

项目通过①野外实地观测、②实验室测定和③野外播种实验，开展了五个方面的研究：①从草原到荒漠区狭叶锦鸡儿有性繁殖和无性繁殖比例的变异；②草原到荒漠区狭叶锦鸡儿克隆构型的变异；③草原到荒漠区狭叶锦鸡儿种子萌发和幼苗建成在灌丛内、外部成功概率的变异；④狭叶锦鸡儿繁殖方式变异引起的生态效应；⑤锦鸡儿属其它种的繁殖对策及生态意义。研究结论如下：①随着气候干旱胁迫增加，狭叶锦鸡儿的繁殖方式由有性繁殖向无性繁殖转变。②狭叶锦鸡儿的营养繁殖是由根萌蘖产生无性系分株；随着气候干旱胁迫增加，克隆构型从“游击型”向“密集型”演变；萌蘖数表现出季节性变化。③从半干旱到很干旱地区狭叶锦鸡儿种子产量增加，从很干旱到强干旱地区种子产量大大减少。放牧降低种子产量；随干旱强度的增加，放牧对种子生产的负作用增强。气候优越地区，狭叶锦鸡儿开花采取K对策，气候苛刻地区为R对策。随着干旱胁迫的加剧，土壤中狭叶锦鸡儿种子减少，灌丛内种子比例增加。④随着气候干旱和放牧强度的增加，狭叶锦鸡儿幼苗的存活率大大降低。灌丛内幼苗的存活率高于开阔地；随着干旱、放牧强度和发育时间的增加，灌丛对幼苗的促进作用增强。⑤狭叶锦鸡儿灌丛发育过程中形成了低风速、较少温度波动和高湿度的微气候环境和土壤水分、肥力、微生物、土壤酶的资源岛，导致了随着气候干旱胁迫增加，后代建成策略由更多灌丛外向灌丛内部过度。⑥狭叶锦鸡儿繁殖对策的变化导致了分布格局随着气候干旱的增加从随机型向聚集型转变，从单一个体向集群转变，灌丛体积逐渐增加。灌丛的聚集型分布和体积增加提高了固沙能力、降低了水分消耗、提高了水分利用效率、保持了水分输导能力和水分关系、增强光合系统对环境的适应，从而使种群能够在半干旱到极端干旱的环境中广泛分布，并呈现数量随着气候干旱化的增加趋势。⑦荒漠区垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿以营养繁殖为主；垫状锦鸡儿克隆生长构型为密集型，荒漠锦鸡儿为游击型。放牧通过降低座果率制约垫状锦鸡儿的有性繁殖。随着围封时间的增长，小叶锦鸡儿有性繁殖能力降低。通过本项目的研究掌握了狭叶锦鸡儿的繁殖对策沿着气候干旱梯度的变异及生态意义，揭示了不同地带狭叶锦鸡儿生长型变异的原因。研究成果为认识灌木入侵草原提供生态学依据；为认识和利用锦鸡儿属植物资源，充分发挥其在草原生态系统中的作用提供理论依据；为阐明气候干旱对灌木繁殖对策的影响提供例证。