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荒漠植物生活史对策研究进展与展望(2)

时间:2015-11-10 11:32来源:www.hexinqk.com 作者:张景光 王新平 李新荣 点击:
Tab. 1 Some correlative features of R selection and selection项目r选择K选择气候多变,难以预测和不确定稳定,可预测,较确定死亡率常是灾难性的无一定规律性,非密度制约的比较具有规律性,密度制约的存活曲线
  Tab. 1 Some correlative features of R selection and selection项目r选择K选择气候多变,难以预测和不确定稳定,可预测,较确定死亡率常是灾难性的无一定规律性,非密度制约的比较具有规律性,密度制约的存活曲线属迪维(Deevey) C型,幼体存活率很低属迪维(Deevey) A、B型,幼体存活率高种群大小时间上变动大不稳定,通常低于环境容纳量K值,群落不时间上稳定,种群平衡,密度在K值临近,群落处于饱和状饱和,生态上真空,每年有再移植态,没有移植必要性种内种间斗争变动性大经常保持紧张选择有利于a.快速发育;.高rm值;提早生育;d.体型小;单次生 殖a缓慢发育;.高竞争力;c.生殖开始迟;d.体型大;e.多 次生殖寿命短,通常小于1年长,通常大于1年导致高生育力的高存活率的!?策略者是新生境的开拓者,但存活和发展常起的(常常是灾难性的),而与种群密度无关。而K常要靠机会,也就是说它们善于利用小的和暂时的 生境,而这些生境往往是不稳定的和不可预测的。 所以在一定意义上,它们是机会主义者(opportun ist)很容易出现“突然的爆发和猛烈的破产”。在 这些生境中,种群的死亡率主要是由环境的变化引策略者是稳定环境的维护者,在一定意义上它们是 保守主义者(conservatism),但生存环境发生灾难 时很难迅速恢复,如果再有竞争者抑制,就可能趋向 灭绝。
  r K对策的概念已经被广泛应用于杂草、害虫和拟寄生物,说明这些生物的进化对策。农田生态 系统是人类种植并进行喷药、施肥等活动的场所,要 成为这种系统的杂草或病虫害,就必须有较高的生 殖潜能和扩散能力,以便补偿耕作和人工杀灭的损 失,迅速侵入和占领这类系统。因此杂草和病虫害 一般都是r对策者。但其后的许多研究证明,r K 选择只是有机体自然选择的两个基本类型。实际 上,在同一地区同一生态条件下都能找到许多不同 的类型,大多数物种则是以一个、几个或大部分特征 居于这两个类型之间。因此,这两类选择只代表两 个极端,大量植物处于r K连续体的中间某一位置。 也就是生物界的种类存在着“r K策略连续系统”( r K continuum of strategies),这种思想也得到了大 量验证。有人认为环境的持续稳定与否是植物采取 何种选择的重要决定因素1131。我们应该清楚,I?选 择和K选择的原始表述是建立在忽略了年龄结构 的Logistic种群增长方程基础上的,一些重要的种 群统计学过程对生活史的影响没有包含在i?选择和 K选择的对比当中。
  所有的实验都证明“生殖对策”是植物固定的遗 传属性,但是仅用两种选择还不能完全说明植物这 种适应特征,例如营养繁殖在一些情况下非常重要, 却未被考虑。
  但是也有许多事例并不符合r K对策,英国生 态学家Grime1141在r选择和IK选择的基础上对生 活史的式样分类作了有益的扩充。他的选择式样分 类包括在资源丰富的临时生境中的选择称干扰型 (R);在资源丰富的可预测生境中的选择,称竞争型 (C);在资源胁迫生境中的选择称胁迫忍耐型(S)。 这3种生活史式样与3种可能的资源分配方式相一 致,R选择主要分配给生殖,C选择主要分配给生 长,S选择主要分配给维持。他提出的CSR三角形 是对植物生活史的三途径划分,比iVK二分法应用 更广一些。这种划分有两个轴,一个代表生境干扰 (或稳定性),另一个代表生境的严峻度。三类生境 是:①低严峻度、低干扰水平;②低严峻度、高干扰水 平;③高严峻度、低干扰(高严峻度、高干扰的生境是 不能栖息的,例如活跃的火山和高移动性的沙丘)。 每一类生境都支持特定的生活史对策。低严峻度、 低干扰的生境有利于发展高竞争能力的生活史,即 C;低严峻度、高干扰的生境有利于具有高生殖力 的,这是杂草类具有的特征,可以称为杂草对策(IU deial strategy),即R高严峻度、低干扰生境,例如strategy),即S,它们多将资源分配于贮存而降低竞 争和生殖能力。
  Grime1 14认为,限制植物生存与数量的外界条 件有二,即胁迫和干扰。它们在地表的强度具地区 差异并形成四种组合,其中强胁迫+强干扰处的植 物不能存活,另外三种组合类型的生境导致三种适 应方式。
  (1)竞争者(C型,Competitors)适生在低胁迫 +低干扰生境,能大量吸收生产用资源,营养物质较 快用于营养结构的生长,个体高大,具强竞争力。
  (2) 耐胁迫者(S型,Stress tolerators)能适应 高胁迫+低干扰的生境,包括4种类型:①极地-高 山环境中主要的植物具低光合率,生存依靠长期缓 慢的生长活动,大多进行营养繁殖,种子繁殖不稳 定;②干旱生境中的植物耐旱或避旱适应,生长较 慢;③荫蔽生境中的植物或提高对光的竞争力,或具 耐荫性(在形态上、生理上具有适应弱光的特征)④ 贫瘠生境中的植物能忍耐强酸性以及缺乏有效氮和 矿质元素的土壤,忍受有毒害物质。耐胁迫者总的 特点是生长慢,常有防御和减轻恶劣环境胁迫的各 种适应特征,共生现象较普遍,在优越有利环境中竞 争力差,并没有一致的共同的生活型。
  (3)杂草型(R型,Ruderales)适生于低胁迫+ 高干扰的环境,即气候、土壤、水文等生态条件经常 变化不稳定。当本来对植物生长有利的环境常受到 能毁坏生活的(与死去的)有机体的干扰时,自然选 择有利于那些具快速生长能力的杂草型短命植物, 而竞争者和耐胁迫者在此却不能获益,如海滨和湖 边断续淹水地、沙地、动物和人践踏地以及荒漠中洼 地的植物。农田杂草则更为典型,它们快速完成生 活史,有高的种子生产率,花期早,成熟快,能适应所 在生境强烈干扰并具有利用有限生境资源的能力。 植物体内(养分)资源分配与前两型相反,即大部分 配给种子。
  沙漠短命植物、沙漠地下芽植物、极地和高山的 一年生植物,许多苔藓植物是胁迫忍耐杂草型的例 子,胁迫忍耐杂草型(SR)出现在非生产性环境,干 扰水平中等,他们通常是一年生小型草本植物,或者 是由于资源胁迫生长时间短的短命多年生植物。
  与r K连续体相比,Giime认为R型位于i?端, S型位于K端,二者数量皆向中间减少,C型则居连 续体中部,三类中间还有过渡类型,如图1所示。
  从上面植物生殖对策的讨论中,可以明显地看死亡率通常与种群密度无关,种群内的个体常把较多 的能量用于生殖,而把较少的能量用于生长、代谢和 增强自身的竞争能力;生活在条件优越和可预测环 境中的种群,其死亡率大都由与密度相关的因素引 起,生物之间存在激烈的竞争,因此种群内的个体常 把更多的能量用于除生殖以外的其他活动。
  3植物生活史对策研究内容
  持续存在于任一生境中的任何有机体都被认为 是适应于所在生境的,生物有机体的进化过程表现 为物种适合度的提高。这样生物种群统计和进化论 的结合开创了生活史对策的研究。进化对植物生活 史特征的影响包括:植物何时繁殖,繁殖的频率如 何,种子多大,种子何时萌发,植株的生长过程如何, 何时死亡等。尽管看来这是一系列不同的表型特 征,但又都影响到繁殖和存活,因此也都联系于物种 的适合度。自然选择过程实际上是一种竞争过程。 由竞争而形成的特征,例如,个体大小、种内和种间 关系、选择优势以及繁衍格局等都可以作为不同策 略加以研究,这里所指的策略是表示生物对它所处 生存环境条件的不同适应方式。生物的各种策略是 物种在不同的生存环境下长期演化的结果。


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