石灰岩困难立地优势种淡竹的觅食策略研究

The weak adaptability of afforestation seedling to limestone habitat is the key for vegetation restoration in the south of China. Plant foraging ability directly determines its survival or growth, and the study of foraging behavior is helpful to understand the plant adaptation strategies to difficult habitat, and guide the vegetation restoration and maintenance in difficult sites. From the perspective of ecological adaptation mechanism, the study for foraging behavior of natural dominant species in limestone mountain may bring breakthrough of vegetation restoration..As 5600 hm2 Phyllostachys glauca forest covering all over the limestone mountain in Ruichang city of Jiangxi province, it provides a perfect study object of plant foraging behavior in difficult site. In this study, foraging behaviors including morphological plasticity, selective placement and resource sharing are investigated by large-sample survey and controlling experiment. The main study contents are as follow: 1) analyzing the space distribution pattern of Phyllostachys glauca and resoure, exploring their relationship; 2) detecting the importantance and time-space characteristics of resource sharing; 3) based on the distribution of environmental resource, discerning foraging strategies of Phyllostachys glauca and the ecological adaptation countermeasures for difficult sites. The study is aim to reveal foraging strategies of the dominant species Phyllostachys glauca and provide guidance for vegetation restoration in limestone mountains.

造林苗木对困难立地的适应能力差，一直是南方石灰岩山地植被恢复的难点问题。觅食是直接决定植物生存和生长的重要行为，觅食行为研究可揭示植物主动应对困难生境的生态适应策略。从植物觅食角度，研究天然林优势种的生态适应机理可望为石灰岩困难立地植被恢复带来突破。江西省瑞昌市5600hm2成片遍布于石灰岩山地的天然淡竹林，是研究石灰岩优势种觅食行为的理想对象。本项目以淡竹为研究对象，从形态可塑性、分株选择性放置和资源共享等觅食行为入手，开展以下研究内容：1）通过大样地调查，分析淡竹与资源的空间分布特征及其关联性，研究淡竹形态可塑性和分株选择性放置的机理；2）通过实地和控制试验，研究淡竹资源共享的重要性和时空规律；3）基于资源空间分布特征，综合分析不同资源状况下觅食行为的权衡选择及困难立地的生态适应对策。研究旨在揭示淡竹如何通过形态和生理上的塑造以适应困难立地的觅食策略，为石灰岩山地植被恢复提供理论指导。

南方大面积分布的石灰岩山地因立地条件差，植被恢复一直是该区域生态工作的重点和难点。本项目以石灰岩山地优势种淡竹为研究对象，在江西省瑞昌市设立多个观测样地，采用样方调查和取样方法、形态解剖技术和稳定同位素示踪等研究手段，分析了石灰岩困难立地淡竹的形态可塑性、选择性放置和资源共享（克隆整合）3个方面的研究内容，结果表明：1）淡竹通过调整分株密度、分株生物量以及叶、秆的生物量分配来适应困难立地的水分亏缺和提高光能利用效率；土壤含水率、土层厚度及土壤养分等环境因子是影响淡竹生物量分配的主要因素；2）困难立地淡竹的叶片和根部具有增加水分贮存和输导的构造变化，叶片具有更厚的角质层和叶肉组织，根具有发达的厚壁组织及薄壁组织；3）淡竹的分株生长具有明显的选择性放置倾向，其把更多的分株放置在氮素养分相对充足的小生境；4）淡竹生理整合单元平均由13.5个分株组成，主要以1－3年生分株为主，面积大小平均为3.44 m2；生理整合单元内部的资源有强弱之分，但4周时间即可达全部分株；5）石灰岩生境富钙，但是淡竹钙含量低（1.48 g/kg）却又是石灰岩山地的优势种，这与内在的钙元素吸收调控机制有关。项目揭示了石灰岩困难立地淡竹的觅食策略：凭借表型可塑性（形态塑造和分株选择性放置）在困难立地中实现资源的合理分配和高效吸收，并通过克隆整合使资源在分株系统中进行再次分配，传输给需要的分株，以提高整体的适合度。研究结果可为淡竹林施肥和采伐等生产经营工作，以及利用竹类植物进行石灰岩困难立地植被恢复提供了理论指导。