【摘要】：結縷草(Zoysia japonica Steud.)是一種典型的無性系草本植株，既具有地下根狀莖又具有地上匍匐莖。我國大面積的野生結縷草分布在山東半島和遼東半島，是當地寶貴的鄉土資源植物。本文以分布在遼東半島的結縷草為研究對象，通過對結縷草實驗無性系建立、觀測和天然種群兩個生長季的取樣研究，分析了結縷草實驗無性系的擴展動態規律及內在擴展機理，分析了不同生境條件下結縷草天然種群的動態及機理，按著結縷草生活史模型，闡述了結縷草種群的生活史格局。所得主要結論如下： 1.在栽培條件下，經過一個生長季的生長，結縷草實驗無性系大小的可塑性較大，但均遵循著規律性的時間生長和空間擴展。隨著生長時間的進程，無性系分株構件種群以指數函式規律增加，匍匐莖主莖長度以直線函式規律伸長，主莖間隔子數量則以對數函式規律增加。在空間擴展上，無性系半徑隨著時間以直線函式規律延伸，面積隨著時間以指數函式規律擴展，分株種群的數量則隨著半徑的延伸以指數函式規律增加，隨著面積的擴展以直線函式規律增加，主莖間隔子數量隨著半徑的延伸以直線函式規律增加，隨著面積的擴展以對數函式規律增加。 2.對於天然結縷草種群，在兩個生長季內未火燒樣地的分株構件種群波動較小，火燒樣地的在6、7月份出現密度峰值，波動較大，林下樣地的分株密度在2005年的5月和10月出現峰值，在2006年波動很小。3個樣地結縷草芽構件種群的變化趨勢相似，在10月份達到密度峰值。火燒樣地和未火燒樣地的苗構件種群在生長季內的變化趨勢相似，林下樣地的則與其分株種群的變化趨勢相似。結縷草根狀莖的長度在3個樣地中均是在生長季的兩端高，在生長季的中間期較低。 3.未火燒樣地的枯落物生物量隨著時間逐漸減少，而火燒樣地枯落物生物量在整個生長季內雖有上下波動但幅度不大。在生長季內各月份火燒樣地的其他植物種株數、生物量均小於未火燒樣地的。火燒清除了樣地的枯落物，改善了結縷草生長的生態條件，同時火燒能夠導致其他植物種的植物體及種子死亡，而對結縷草自身的影響較小，因為結縷草主要靠營養繁殖，其主要繁殖體根狀莖儲藏在地下，分株直立莖的分生生長點基本貼於地表或潛在地下，而且受到葉鞘的包覆保護。這樣，火燒樣地結縷草種群各構件的數量整體上均高於未火燒樣地的。林下樣地由於受到光照和土壤條件的限制，各構件的數量整體上低於未火燒樣地的。 4.在未火燒樣地、火燒樣地和林下樣地各月份的結縷草種群階段結構中，整體上營養株所占的百分比均最高，平均64.5%以上，芽所占的百分比次之，平均為18.5%，除了生殖株以外苗所占的百分比最小，平均為14.2%。在結縷草種群生物量結構中，整體上莖生物量所占的百分比均最高，平均為51.7%，葉鞘生物量所占的百分比次之，平均為24.9%，葉片生物量的百分比最小，平均為23.3%。 5.火燒樣地在5-6月間結縷草種群的增長率最大（λ=1.1247），而在9-10月間種群增長率（λ=0.557）明顯小於1。未火燒樣地在8-9月間種群增長率最大（λ=1.1374），而在9-10月間種群增長率（λ=0.674）明顯小於1。林下樣地在8-9和9-10月間種群增長率分別為λ=1.1141和λ=1.1904，在整個生長季未出現負增長（λ 1）。3個樣地結縷草種群生活史的主路徑均是“營養株路徑”，生長季的各月份間營養株的保持對種群增長率的貢獻最大，維繫著種群的相對穩定。種群增長率的增加主要來自於轉移等級的繁殖和生長對種群增長率的貢獻。 6.營養繁殖在無性系植物種群生活史格局中處於核心地位。結縷草種群營養繁殖格局在天然結縷草種群和實驗結縷草種群中明顯不同。天然結縷草種群的營養繁殖體由根狀莖、匍匐莖和分株直立莖的分櫱節組成，而且以根狀莖為主，根狀莖對芽和苗的貢獻率分別大於95%和90%；實驗結縷草種群的營養繁殖體由分櫱節和匍匐莖組成，二者扮演著缺一不可、同等重要的作用。實驗結縷草種群營養繁殖力隨著時間以指數函式增加；天然結縷草種群營養繁殖力隨著時間在不同時期內大小差異較大，且不同樣地間繁殖力的時間格局存在不同，火燒樣地和未火燒樣地在生殖期以前和果後營養期均表現出較高的營養繁殖力，而林下樣地在生長季的前期其營養繁殖力較低，至7-8和9-10月份間各出現一個峰值。 7.不同生境結縷草種群有性生殖株的數量特徵主要受控於環境資源的限制，但不同生境結縷草種群有性生殖株的株高、花序長的不同變化及其比率關係蘊涵著其個體生殖生長具有自身調節策略。火燒並未改變每花序種子數、花序長、生殖生長比率、每花序種子重及生殖分配與生殖株高度間的定量關係，但火燒極顯著地增加了生殖株密度，極顯著地降低了結縷草每花序種子數，對千粒重沒有顯著影響，種子單位產量是未火燒的1.85倍。火燒樣地土壤種子庫中結縷草種子的數量也相應地高於未火燒樣地的。 8.牛、羊通過自己的糞便散布結縷草種子，牛糞、羊糞中結縷草種子的數量分別為101.70、6.88粒/g，牛糞和羊糞中結縷草種子的發芽率均高於對照的，牛糞中建植的種苗數是134.40株/牛糞樣，羊糞中建植的種苗數是0.17株/羊糞球。羊糞的質地對種苗的建植有不利的影響，牛糞的沒產生不利的影響，而且在自然界中牛糞樣塊還可以作為更新斑塊，更有利於結縷草種群的有性更新。 9.結縷草種群的總生物量及各構件生物量均隨著種群密度的增大而以線性函式增加，各構件生物量與總生物量以及各構件生物量間亦均表現為線性函式關係,總生物量增量的56.43%分配給分株，43.57%分配給根狀莖，分株構件生物量增量的49.77%分配給葉片，50.23%分配給葉鞘，葉片、葉鞘和根狀莖構件生物量的積累按1：1.1：1.6比例形成。
【關鍵字】：結縷草無性系生長種群動態種群結構營養繁殖有性生殖生活史格局遼東半島
【學位授予單位】：東北師範大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：S688.4;Q948
【目錄】：
- 中文摘要4-7
- Abstract7-9
- 目錄9-15
- 第一章 引論15-26
- 1.1 植物種群生態學15-18
- 1.1.1 無性系植物種群生態學16-17
- 1.1.2 植物構件種群生態學17-18
- 1.2 植物生殖生態學18-19
- 1.3 植物生活史及種群生活史格局19-20
- 1.4 干擾生態學20-21
- 1.5 結縷草研究概況21-24
- 1.5.1 結縷草簡介21-23
- 1.5.2 結縷草研究概況23-24
- 1.6 本研究的立題依據及意義24-26
- 第二章 研究地區自然概況和研究方法26-35
- 2.1 研究地區自然概況26-28
- 2.1.1 地形地貌26
- 2.1.2 氣候條件26-27
- 2.1.3 土壤條件27-28
- 2.1.4 植被概況28
- 2.2 結縷草實驗無性系生長的研究方法28-29
- 2.2.1 實驗無性系的定植28-29
- 2.2.2 實驗無性系的觀測29
- 2.2.3 實驗無性系的取樣29
- 2.3 天然結縷草種群動態的研究方法29-30
- 2.3.1 樣地的設定與處理29
- 2.3.2 樣地的取樣與處理29-30
- 2.4 結縷草種群構件結構的研究方法30
- 2.4.1 樣地的選擇30
- 2.4.2 研究方法30
- 2.5 結縷草種群有性生殖的研究方法30-31
- 2.5.1 生殖株數量特徵的研究方法30-31
- 2.5.1.1 樣地的選擇31
- 2.5.1.2 研究方法31
- 2.5.2 火燒對結縷草種群有性生殖影響的研究31
- 2.5.2.1 樣地的選擇31
- 2.5.2.2 研究方法31
- 2.6 草食動物對結縷草種子散布的研究方法.31-33
- 2.6.1 試驗材料31-32
- 2.6.2 種子散布量測定32
- 2.6.3 種子萌發實驗32
- 2.6.4 種子生活力測定32
- 2.6.5 種苗建植實驗32-33
- 2.7 轉移機率矩陣的構建及彈性分析33-34
- 2.7.1 轉移矩陣的構建33-34
- 2.7.2 彈性分析34
- 2.8 數據處理34-35
- 第三章 結縷草實驗無性系的生長與擴展規律35-49
- 3.1 無性系生長的時間規律35-39
- 3.1.1 無性系分株構件種群生長的時間規律35-36
- 3.1.2 無性系主莖生長的時間規律36-37
- 3.1.3 無性系間隔子數量及長度的時間動態37-39
- 3.2 無性系的空間擴展規律39-43
- 3.2.1 無性系空間擴展的時間規律39
- 3.2.2 無性系分株構件種群的空間擴展規律39-41
- 3.2.3 無性系間隔子數量的空間擴展規律41-43
- 3.3 無性系構件間的數量關係43-47
- 3.3.1 無性系分株、匍匐莖構件數量及其生物量間的關係43-44
- 3.3.2 無性系分株和匍匐莖構件數量與間隔子數量的關係44-45
- 3.3.2.1 無性系分株構件數量與間隔子數量的關係44-45
- 3.3.2.2 無性系匍匐莖構件數量與間隔子數量的關係45
- 3.3.3 無性系構件數量與無性系空間大小的關係45-47
- 3.3.3.1 分株構件數量和生物量與無性系空間大小的關係45-46
- 3.3.3.2 匍匐莖構件數量和生物量與無性系空間大小的關係46-47
- 3.4 討論和結論47-49
- 第四章 遼東半島結縷草種群動態及其機理49-77
- 4.1 分株數量動態49-51
- 4.2 芽數量動態51-52
- 4.3 苗數量動態52-53
- 4.4 根狀莖和匍匐莖的數量動態53-55
- 4.4.1 根狀莖53-54
- 4.4.2 匍匐莖54-55
- 4.5 間隔子的數量動態55-57
- 4.5.1 根狀莖間隔子55-56
- 4.5.2 匍匐莖間隔子56-57
- 4.6 枯落物的數量動態57-58
- 4.7 其他植物種動態58-60
- 4.7.1 數量動態58-59
- 4.7.2 生物量動態59-60
- 4.8 生物量結構動態60-65
- 4.8.1 葉片生物量動態60-61
- 4.8.2 葉鞘生物量動態61-62
- 4.8.3 莖生物量動態62-63
- 4.8.4 生物量結構動態63-65
- 4.9 階段結構動態65-67
- 4.10 轉移率和種群增長率67-74
- 4.10.1 轉移率67-69
- 4.10.2 種群增長率69-74
- 4.11 討論和結論74-77
- 第五章 結縷草種群生活史格局77-123
- 5.1 結縷草的生活史77-78
- 5.2 營養繁殖78-85
- 5.2.1 繁殖體的組成及其營養繁殖貢獻78-82
- 5.2.2 營養繁殖力82-83
- 5.2.2.1 天然種群82-83
- 5.2.2.2 實驗種群83
- 5.2.3 討論和結論83-85
- 5.3 有性生殖85-98
- 5.3.1 生殖株種子數量與質量85-86
- 5.3.1.1 種子的數量85
- 5.3.1.2 種子的質量85-86
- 5.3.2 生殖株生長量與生殖生長量86-89
- 5.3.2.1 生殖株生長量86-87
- 5.3.2.2 生殖株絕對生殖生長量87-88
- 5.3.2.3 生殖株相對生殖生長量88-89
- 5.3.3 生殖株生物量結構與生殖分配89-92
- 5.3.3.1 葉重89
- 5.3.3.2 稈重89
- 5.3.3.3 穗重89-90
- 5.3.3.4 總重90-92
- 5.3.3.5 生殖株的生物量結構與生殖分配92
- 5.3.4 火燒對結縷草種群有性生殖的影響92-96
- 5.3.4.1 種子生產92-94
- 5.3.4.2 生殖生長94-95
- 5.3.4.3 生殖分配95-96
- 5.3.5 討論和結論96-98
- 5.4 種子散布、萌發及種苗建植98-104
- 5.4.1 草食動物對結縷草種子散布的影響98-99
- 5.4.1.1 牛糞中的種子數量98-99
- 5.4.1.2 羊糞中的種子數量99
- 5.4.2 草食動物對結縷草種子發芽力的影響99-101
- 5.4.2.1 發芽率99-100
- 5.4.2.2 發芽勢100
- 5.4.2.3 發芽指數100
- 5.4.2.4 活力指數100
- 5.4.2.5 平均發芽時間100-101
- 5.4.3 草食動物對結縷草種子生活力的影響101
- 5.4.4 種苗建植101-103
- 5.4.5 討論和結論103-104
- 5.5 土壤種子庫104-107
- 5.5.1 土壤種子庫儲量104-105
- 5.5.2 土壤種子庫中結縷草種子的數量105-106
- 5.5.3 土壤種子庫中其他植物種子的數量106-107
- 5.5.4 討論和結論107
- 5.6 冬眠構件結構107-111
- 5.6.1 冬眠苗的結構107-108
- 5.6.2 冬眠芽的結構108-109
- 5.6.3 潛在種群與現實種群的數量特徵109-110
- 5.6.4 討論和結論110-111
- 5.7 構件生物量結構、相關模型及形成模式111-118
- 5.7.1 種群構件的數量特徵111-113
- 5.7.2 種群構件的生物量結構113-114
- 5.7.3 不同構件間的生物量相關關係及分配規律114-116
- 5.7.4 構件生物量與總生物量間的相關關係及分配規律116
- 5.7.5 生物量與種群大小間的形成規律116
- 5.7.6 討論和結論116-118
- 5.8 生活史各階段的轉移率及其路徑118-121
- 5.8.1 轉移率118
- 5.8.2 生活史路徑118-121
- 5.8.3 討論和結論121
- 5.9 結論121-123
- 參考文獻123-135
- 致謝135-136
