游击型克隆植物对异质性生境的繁殖适应策略

自然界中异质性生境在不同尺度上普遍存在，几乎所有植物都是在一定尺度的时空异质性生境中完成其生活史。目前克隆植物的研究主要集中在植物对异质性生境斑块资源的利用及其行为生态上，而对其有性繁殖、尤其是同时从无性和有性两个方面探讨异质生境中克隆植物的繁殖适应策略及机制还缺乏深入研究。本项目拟选择地上匍匐茎克隆植物天胡荽、地下匍匐茎克隆植物血水草及地下根茎克隆植物紫金牛等3种游击型克隆植物为材料，以实验生态学、比较生态学、克隆植物生态学和植物繁殖生态学的理论为基础，综合运用野外定位观察和温室控制实验等方法，开展游击型克隆植物对异质性生境的有性繁殖和克隆繁殖对策及其繁殖权衡、克隆整合对克隆分株繁殖策略的影响等研究，以期探明游击型克隆植物对异质性生境的繁殖适应策略及其机制，为深刻理解克隆植物的繁殖过程、本质及其适应意义提供支撑，丰富和完善克隆植物生态学、植物繁殖生态学研究的理论和实践资料。

以天胡荽（Hydrocotyle sibthorpioides）、血水草（Eomecon chinantha）、蛇莓（Duchesnea indica）和紫金牛（Ardisia japonica）等游击型克隆植物为材料，开展了不同生境条件下克隆植物繁殖策略的野外定位观测研究、不同生境条件对克隆植物繁殖策略影响的研究以及克隆整合对克隆植物繁殖繁殖策略与繁殖权衡影响的研究。项目执行过程中培养了研究生5名；项目主持人出国访学1年。共发表相关学术论文20篇，其中SCI 1篇，国内核心期刊13篇。同时正在审稿的论文有5篇，其中SCI 4篇。完成了项目研究计划，实现了预期目标。主要研究结果如下：. 1） 血水草每个伞形花序上可着生3-12朵花，花基部含有丰富的花蜜，是传粉昆虫的主要报酬物质，单花花期3-5天，可分为花芽伸展期、散粉前期、散粉盛期和凋谢期等4个时期。个体花期11-21天。其繁育系统为兼性异交、部分自交亲和，需要传粉者。其传粉昆虫分为蜂、社会性蜂类、蝇类、鳞翅目类以及其它传粉者5个功能群，不同传粉者功能群的访花频率和传粉效率有显著差异。. 2） 克隆整合有利于促进资源缺乏端的有性繁殖；促进生理顶端分株的克隆繁殖。在低资源条件下，克隆整合促进近端分株的有性繁殖以及远端分株的克隆繁殖；相反则促进远端分株的有性繁殖和克隆繁殖。因此，克隆整合特性是天胡荽对异质性环境的重要适应对策，它使天胡荽能够扩展到不适合植物生长的低养分斑块中，从而增加了天胡荽对恶劣环境的繁殖适合度及适应能力。. 3） 去除花和果实降低了克隆植物的有性繁殖适合度，但提高了克隆繁殖适合度。另外去花、去果实不仅使花期提前，且花期集中，开花高峰日的开花数量显著增加，形成明显的“集中开花”模式，同时整个花期持续时间显著缩短。. 4） 以天胡荽为材料，培养土、煤渣、红壤与河沙等4种基质为培养条件分别构成异质性生境和同质性生境。异质性生境中，克隆整合显著促进了末端克隆分株的生长。在大多数的同质生境条件下，克隆整合对克隆分株的生长没有显著影响。只是在红壤基质下，克隆整合显著促进末端分株的分株数、匍匐茎长度、间隔子长度和叶片数量；而当基质为煤渣时，克隆整合显著促进了末端分株的叶面积。. 5） 模拟增温显著增加了克隆植物的分株数量、平均株高显，并促进了克隆分株地上生物量。光照强度显著影响繁殖投资。