那拉提山地草甸群落千葉蓍生物量分配研究

阿布都塞米·阿不都乃比 胡安別克·迪汗拜 巴雅爾塔

摘要 本文對那拉提山地草甸群落千葉蓍進行定株觀測，分析有性生長個體的生物量分配。結果表明，千葉蓍莖生物量分配顯著（P<0.001）大于根生物量分配、葉生物量分配和花生物量分配；花生物量分配顯著（P<0.01）大于根生物量分配和葉生物量分配；根生物量分配與葉生物量分配差異不顯著（P=0.74）；個體高度為影響千葉蓍有性生長個體生物量分配的重要性狀。

關鍵詞 千葉蓍；生物量分配；那拉提山地草甸

中圖分類號 Q948.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）14-0185-02

Abstract This research studied the Achillea millifolium in Nalati mountain meadow communities and analyzed the biomass allocation of the reproductive individuals.The results demonstrated that stem biomass allocation was significantly（P<0.001）higher than that of root，leave and flower.The flower biomass allocation was significantly（P<0.01）higher than that of root and leave.The differences of the biomass allocation between root and leaf were not significant（P=0.74）.The results showed that the individual height was the important functional trait that affecting the reproductive biomass allocation.

Key words Achillea millifolium；biomass allocation；Nalati mountain meadow

植物功能性狀為植物在個體水平上可量化的形態、解剖、生化或物候特征，是在群落組合過程中植物對環境因素和生物因素所表現出的生態學反應[1-2]。在全球尺度植物形態與功能組合機制研究中，植物成體高度（adult plant height，H）、莖比重（stem specific density，SSD）、葉面積（leaf area，LA）、單位面積葉質量（leaf mass per area，LMA）、葉氮含量（leaf nitr-ogen content，Nmass）和繁殖單元質量（diaspore mass，SM）6項主要功能性狀被認為在維管植物生長、生存和繁殖過程中發揮著決定性作用[3]。宋彥濤等[4]以高原高寒草甸群落中12個草本優勢種的系統發育關系的重要性與最大高度、葉磷濃度、葉氮磷濃度、種子質量、有效葉面積（specific leaf area，SLA）5項功能性狀的相似性作為群落種間相互作用的基本特征和作用強度，結果表明，相對物種親緣關系對物種種間相互作用的預測性而言，功能性狀差異性更能說明群落種間相互作用的基本特征和作用強度。因此，在研究過程中，必須根據目標和內容，選擇功能性狀，量化功能多樣性指數，通過統計學檢驗說明哪個性狀指數更具有效預測能力[5-6]。

本研究選擇位于新源縣那拉提的喀拉布拉克山地草甸類草原自然保護區管理站退化草地圍欄封育區，通過對千葉蓍（Achillea millifolium）個體高度、物候期和生物量的觀測與采集，定量分析山地草甸植物群落中千葉蓍的生物量分配。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本研究選擇位于新源縣那拉提的喀拉布拉克山地草甸類草原自然保護區管理站退化草地圍欄封育區（82°08′47″E，43°04′57″N），海拔2 446 m。該區屬溫涼濕潤、半濕潤山地氣候，年平均積雪450 mm，最大積雪900 mm，年降水量600～800 mm，無霜期80～110 d，年日照時數在2 400～2 700 h之間，年均溫為-2～2 ℃，≥10 ℃積溫<1 000 ℃。

1.2 采樣方法

于2017年4月下旬草地返青期，在試驗地1年、2年和多年（>20年）退化山地草甸封育群落中選擇2條長150 m、間隔20 m的采樣帶。沿著各采樣帶相隔10 m定植1株千葉蓍幼苗，共15株，各梯度定植30株，總計90株千葉蓍。并于6月中旬、7月中旬觀測記錄各植株的高度和物候期。在最后一次觀測時對所選定的90株千葉蓍連根挖取，待實驗室分析。

1.3 生物量的測定

首先將千葉蓍用紗布包好，在自來水下清洗，然后將其置入烘干箱內于60 ℃條件下烘干12 h。將烘干的樣本按照根、莖、葉、花（包括果實）分別稱取其干生物量，精確到0.001 g。

1.4 分析方法

對試驗數據進行Kolmogorov-Smirnov正態性檢驗、Levene方差齊性檢驗和方差可加性檢驗。數據服從正態分布，則進行方差分析；數據不服從正態分布，則進行非參數檢驗。如果P<0.05，則認為存在統計顯著性，運用SPSS 13.0進行統計分析。

2 結果與分析

在封育多年的草地群落中定植的30株千葉蓍中，在生長高峰期只存活5株，且均開花，故將其排除統計分析。在封育1年和封育2年的草地群落中定植的30株千葉蓍中，分別有15、21株千葉蓍開花。在封育1年和封育2年定植個體開花率、根生物量、莖生物量、葉生物量和花生物量的統計上尚未發現顯著差異。因此，本研究對千葉蓍36個開花個體進行分析。

2.1 千葉蓍有性生長生物量分配

千葉蓍屬菊科（Compositae）蓍屬（Achillea），在新疆、內蒙古及東北常見野生植株，各地庭園常有栽培。千葉蓍為多年生草本，莖直立，有細條紋，通常被白色長柔毛，上部分枝或不分枝，中部以上葉腋常有縮短的不育枝；葉無柄，披針形、矩圓狀披針形或近條形；頭狀花序多數，邊花5朵；舌片近圓形，白色、粉紅色或淡紫紅色，花果期為7—9月。有性生長的千葉蓍有性生長個體生物量分配如表1所示。

可以看出，千葉蓍根生物量、莖生物量、葉生物量和花生物量分配分別為12.09%±4.61%、43.97%±7.42%、15.58%±5.76%、28.37%±7.64%，莖生物量分配顯著大于根生物量分配（P<0.001）、葉生物量分配（P<0.001）和花生物量分配（P<0.001）；花生物量分配顯著大于根生物量分配（P<0.01）和葉生物量分配（P<0.002）；根生物量分配與葉生物量分配差異不顯著（P=0.74）。

2.2 千葉蓍有性生殖生物量分配與功能性狀的相關性

在草地群落中，植物群落對高度生物量分配比率的增加能增強植物個體的光能捕獲能力。植物個體高度的優勢依賴于植物個體生活對策的選擇模式，高度增強了植物競爭選擇對策[7-9]。根據千葉蓍的高度與其根、莖、葉、花生物量的Spearman相關性分析，與其他器官的生物量相比，高度依賴于莖生物量（圖1）。

3 結論

本研究選擇新源縣那拉提退化山地草甸群落封育區為試驗區，分析草地群落中千葉蓍有性生長個體生物量分配及其高度的相關性。結果表明，千葉蓍莖生物量分配顯著（P<0.001）大于根生物量分配、葉生物量分配和花生物量分配；花生物量分配顯著（P<0.01）大于根生物量分配和葉生物量分配；根生物量分配與葉生物量分配差異不顯著（P=0.74）；個體高度為影響千葉蓍有性生長個體生物量分配的重要性狀。了解草地群落組成種的生活史，可為生態服務導向型草地放牧管理提理論依據，對退化草地的封育管理具有重要意義。

4 參考文獻

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