温带内陆盐漠中异子蓬种子二型性的适应价值

本项目以分布在准噶尔盆地温带内陆盐漠的二型性种子优势植物异子蓬（Suaeda aralocaspica）为例，比较其不同型种子对其种群适合度的不同贡献，以适应内陆温带盐漠环境。异子蓬不同型种子在形态结构和生理特性方面都有显著差异，通过研究其（1）不同型种子的形态、结构特性及其生理功能，（2）不同型种子的休眠与萌发对温度、光照和土壤盐分胁迫的响应格局，（3）二型性种子的土壤种子库动态，以及（4）土壤盐分和养分对异子蓬结实格局影响，旨在阐明不同型种子在异子蓬种群地上幼苗库和地下种子库的维持中的不同贡献。推测并验证种子二型性植物生活史对策中，通过避免密集负效应和采取"两头下注"策略来适应时空异质性环境，从而确保部分后代在剧烈变化环境中得以存活。该研究通过实验验证"种子异型性适应对策"的理论假说，将丰富区域植物的对策理论，为盐渍化地区的植被恢复和维持提供理论指导。

异子蓬是藜科一年生植物，分布在温带盐漠环境。该植物在同一植株上产生具有不同生态特性的二型性种子。分析异子蓬不同类型种子的适应性有助于揭示温带内陆盐漠植物种群的更新策略。结果表明：.1. 异子蓬具有较高的生殖分配和规律性的结实格局。异子蓬的生殖分配高达56%。异子蓬对棕色种子的投资多于黑色种子的投资。较高的生殖分配和较多的棕色种子投资是植物与其所处盐漠环境长期适应的结果。异子蓬优先将资源供给黑色种子的果实，利用不同类型种子的发育顺序，首先保证黑色种子的产出。黑色种子具有生理休眠，能形成持久土壤种子库，从而可以避免环境或人为扰动造成的种群灭绝。.2. 异子蓬二型种子具有不同的休眠和萌发特性。棕色种子无休眠，黑色种子需要经历冬天4-8周的低温层积处理来有效地打破休眠。棕色种子和不同处理的黑色种子的萌发率和萌发速率都显著高于未受处理的黑色种子。不同的萌发盐分处理显著影响萌发、复萌和二次休眠。二型种子完全不同的休眠和萌发特性决定了温带盐漠生境中异子蓬土壤种子库的季节性动态变化以及他们对地上种群维持和更新贡献，据此建立了异子蓬二型性种子休眠和萌发动态的概念模型。.3.种子异型性、土壤养分和土壤盐分三因素显著影响种子产出、子代种子性状以及种子萌发。与黑色种子母株相比，棕色种子母株产生更多的子代棕色种子。种子比例的可塑性结合“两头下注”策略使子代最大程度地适应不同生境。异质性盐渍生境中，单株的结实数目和种子的耐盐性在相对较高的盐分条件下有所提高。这些种子性状会提高对环境的适合度，从而提高幼苗建成的可能性。在土壤养分贫瘠条件下，虽然单株的结实数目降低，但是种子质量和大小增加，这种种子数量和质量在特定生境条件下达成的权衡，可以确保子代在营养缺乏的生境中存活。在变化的盐漠环境中，异子蓬不仅通过“两头下注”策略产生不同类型种子来适应环境，而且还通过母体影响使后代更好地应对环境变化。.4. 异子蓬二型性种子土壤种子库呈季节性的动态变化。在种子成熟传播后土壤种子库中具有大量的棕色种子，但数量逐渐下降，在种子萌发季节后棕色种子从土壤种子库中完全消失。尽管黑色种子传播后的数量逐渐下降，但是在萌发季节后仍有部分种子保留在土壤中。棕色种子形成短暂土壤种子库，在萌发季节全部萌发，而黑色种子形成持久土壤种子库，在不同年份分批萌发。.种子二型性是异子蓬在温带盐漠环境条件下得以维持和更新的适应策略。