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植物种群更新和种群中植物个体生活史的完成都依赖于生殖过程。植物生殖过程中的生殖分配格局以及植物如何调节其生殖分配以适应其生活型和年龄变化的动态,是生殖生态学研究的重要任务[1]。植物将有限的资源按一定的比例分配给营养构件(茎、叶)或者生殖构件(花或花序、果实或果序等)[2],投入到某一构件的资源量增加必然会降低投入到其它构件的资源量,即在植物的不同功能构件之间存在着一种权衡关系(trade off)。例如,植物如果增加投入到生殖(花或果)的资源(即生殖投入)时,就会降低投入到营养生长(茎、叶和根)上的资源(即营养投入)。其中,植物生殖构件的生物量占整个植物地上总生物量的比例被定义为生殖分配(reproductive allocation,缩写为RA)[3]。植物的生殖分配通常与植株个体大小、生殖年龄密切相关[4]。由于植物可供生殖的资源是有限的,竞争同一资源库的两个或多个生殖器官各构件或组分之间也应存在权衡关系[5],这种权衡关系可能存在于雄性与雌性功能之间,也可能存在于构件的数量与大小之间,如每果种子数量与大小之间[6-7]。研究植物的生殖分配格局及其构件各组分之间的权衡关系,有助于揭示其生殖与生存的相互关系,对于探讨植物的生活史适应对策具有重要的意义[8]。
水青树(Tetracentron sinense Oliv.)是水青树科(Tetracentranceae)仅有的一种高大落叶乔木。其花序穗状,下垂,生于短枝顶端,与叶对生或互生,花小,黄绿色,直径1~2 mm,无梗,常4朵成一簇;果实为蓇葖果长椭圆形,长3~5 mm, 种子4~6,条形,长2~3 mm;花期6—7月,果期9—10月。主要分布在我国西南和华中地区,多呈零星散布,种群更新困难,被列为国家二级重点保护植物[9]。目前,有关水青树生殖生态学方面的研究主要集中在繁育系统、传粉生态学、种子和幼苗生态学等方面[10-17],而关于水青树种群生殖分配方面的研究还缺乏相关报道,其生殖投入和生殖分配随生殖年龄的变化情况至今尚不清楚。
目前,植物生殖分配的研究大多集中在草本植物和灌木方面[1, 18],对乔木树种的生殖分配研究报道相对较少。基于构件理论,乔木树种1个生殖枝就相当于1株树的基本单元—构件(modules),一棵大树通常被认为是由基本构件单位不断重复而形成的多层次复合结构体[19-20]。在构件水平上研究小枝内部的资源分配与构型特征是乔木植物生活史对策研究的重要内容之一[21-22]。因此,本文采用固定样方法和典型抽样法,通过对四川省美姑大风顶自然保护区水青树不同径级个体标准生殖枝的生殖分配进行研究,在构件水平上探讨以下两个问题:(1)水青树的生殖投入和生殖分配随生殖年龄的变化规律如何?(2)水青树生殖构件和营养构件之间、生殖构件内各组分之间是否存在权衡关系?通过这些研究,探讨水青树的生活史适应对策及其致濒机制,为水青树种质资源的有效保护和管理提供科学参考。
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