黃土丘陵區(qū)草本群落演替中優(yōu)勢種浸提液的化感作用.docx

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1、黃土丘陵區(qū)草本群落演替中優(yōu)勢種浸提液的化感作用減少人類活動干擾,促進植被自然演替是黃土高原生態(tài)恢復的主要措施之一。自1999年國家實行退耕還林(草)以來,該區(qū)域開展了眾多關于植被演替方面的研究,從植物、土壤等方面取得了豐富成果,但對于植被演替中植物之間化感作用的研究相對較少,植物之間的化學生態(tài)關系還不清楚。鑒于此,本研究以黃土丘陵區(qū)退耕地植被演替中草本階段的優(yōu)勢種茵陳蒿和鐵桿蒿為研究對象,通過種子萌發(fā)試驗,分析不同演替階段群落優(yōu)勢種的根系、地上部和根際土水和甲醇浸提液對其伴生種狗尾草、達烏里胡枝子及自身種子萌發(fā)和幼苗生長的影響,

2、探討在植被演替過程中植物種之間的化學生態(tài)學關系,揭示化感在植被群落結構形成中的作用,進而為認識植被恢復的內在機理提供依據。取得主要結果如下:1.植被演替中群落優(yōu)勢種浸提液化感作用隨演替時間變化不同演替階段的優(yōu)勢種浸提液對受體植物的化感作用差異顯著。演替前期群落優(yōu)勢種茵陳蒿水浸提液對狗尾草的生長具有促進作用,并且隨著演替的進行,促進作用逐漸增強,而根際土水浸提液對鐵桿蒿的生長具有抑制作用,與演替5a相比,演替10a和15a的浸提液的抑制作用逐漸減弱。茵陳蒿高濃度的根系和地上部水浸提液抑制自身種子萌發(fā),這種抑制作用隨著演替時間的增加

3、逐漸增強。演替10a時群落優(yōu)勢種鐵桿蒿根際土水浸提液對達烏里胡枝子的生長具有促進作用,0.1-0.002g/mL的化感指數RI分為別0.18、0.12、0.24、0.12,但隨著演替的進行,促進作用減弱,逐漸變?yōu)橐种谱饔?。此?相對于演替10a,演替15a、20a和30a的鐵桿蒿根系和地上部浸提液對自身生長的抑制作用逐漸減弱。2.濃度、部位及基質浸提液化感作用的差異不同濃度的茵陳蒿和鐵桿蒿浸提液對受體植物的化感作用不同,0.1g/mL的水浸提液對受體植物的種子萌發(fā)具有較強的抑制作用,尤其是地上部時,茵陳蒿和鐵桿蒿化感指數RI=-

4、1.00,0.002g/mL的水浸提液則對有促進作用或較弱的抑制作用,如演替5a、10a和15a茵陳蒿根系浸提液對鐵桿蒿的化感指數RI分別為0.15、0.24和0.38。根和芽的生長也具有相似的現象,總體表現為為低促高抑現象。不同部位茵陳蒿和鐵桿蒿浸提液的化感作用有所差異,與根際土相比,根系浸提液的抑制作用更強,而地上部最強:各部位水浸提液均促進狗尾草的種子萌發(fā)和幼苗生長,但地上部會抑制其他三種受體植物的種子萌發(fā),尤其在濃度為0.1g/mL時,茵陳蒿和鐵桿蒿化感指數RI=-1.0,達到完全抑制,種子不能萌發(fā)。四種受體植物對不同基

5、質浸提液的敏感程度不盡相同,與水浸提液相比,茵陳蒿甲醇浸提液對狗尾草和鐵桿蒿的抑制作用更強,尤其是鐵桿蒿,在甲醇浸提液中RI=-1.00,達到完全抑制。鐵桿蒿浸提液也有相似的現象,總體而言,甲醇浸提液的抑制作用高于水浸提液。3.群落優(yōu)勢種浸提液對主要伴生種及自身的化感作用演替前期優(yōu)勢種茵陳蒿對達烏里胡枝子、狗尾草和鐵桿蒿的化感作用存在顯著差異,總體促進了狗尾草的種子萌發(fā),而對達烏里胡枝子和鐵桿蒿具有明顯的抑制作用,尤其是鐵桿蒿,在茵陳蒿甲醇浸提液中種子不能萌發(fā),化感指數RI=-1.00。演替中后期優(yōu)勢種鐵桿蒿對達烏里胡枝子、狗尾

6、草和茵陳蒿與茵陳蒿浸提液具有相似的化感作用,總體上促進了狗尾草的生長,而對其他兩種受體植物的生長具有抑制作用。茵陳蒿和鐵桿蒿對于自身的種子萌發(fā)具有一定的自毒作用,尤其是地上部高濃度(0.1g/mL)時,自身種子甚至不能萌發(fā),根和芽的生長均受到抑制。綜上,在植物群落演替過程中,群落的優(yōu)勢種的優(yōu)勢不僅表現在數量、生物量、蓋度和資源競爭力等方面,而且高濃度的根系和地上部浸提液也會在一定程度上抑制其他植物的生長,因此,在黃土丘陵區(qū)草本群落演替中,植物之間存在有化感作用,而且這種化感作用可能是推動該地區(qū)植被演替的原因之一。