高寒草甸常见银莲花属植物繁殖对策及适应性研究

繁殖对策尤其是繁殖资源分配问题是植物生活史研究的核心，人们对植物资源分配的研究也主要集中在（有性）繁殖分配和性分配上，但繁殖分配的大部分研究却有意无意地忽视了雌雄功能之间资源分配存在的权衡问题，忽视了青藏高原这一独特环境条件下植物繁殖对策的研究。为此，我们选择在青藏高原东部的高寒草甸，以比较原始的植物类群- - 毛茛科银莲花属植物中的常见种为研究对象，进一步探讨植物繁殖分配和性分配模式以及对海拔高度等环境因素变化的响应、花粉限制对植物繁殖性状及资源分配的影响等问题。其研究结果将有助于了解该类植物在这一特殊环境下的繁殖分配、性分配与繁育系统之间的相互关系、进而揭示其适应性，并为主要种类的防治、可食牧草生产力的恢复提供生态学依据。

本项目以青藏高原东部高寒草甸常见的毛茛科（Ranunculaceae）银莲花属（Anemone）植物为研究对象，探讨了植物繁殖分配和性分配模式以及对海拔高度等环境因素的响应、花粉限制对植物繁殖性状及资源分配的影响等问题。超额完成了研究任务，取得了以下主要研究成果：（1）发现3种花色（黄色、浅黄色和白色）钝裂银莲花（Anemone obtusiloba）对花和茎的投入比例、单花面积、单花重、花展示面积、繁殖投入和分配均随着海拔（2973 m、3229 m、3544 m和3697 m）的升高而增大，而叶的投入比例、花数目则随海拔的升高而减少；在不同海拔梯度下，同花色钝裂银莲花其个体大小与花数目、单花重、花展示面积及繁殖投入均呈极显著正相关，与单花面积呈显著正相关，且海拔直接对这些繁殖特征产生了影响。（2）发现海拔对不同花色钝裂银莲花的繁殖组分和性分配也有着重要的影响，且随海拔的升高均做出了提高雌性功能的调整，但海拔对繁殖组分大小的影响及机制和资源在雌雄功能间的分配在花色间均有所差异，表明受到花色和环境条件的影响。（3）发现钝裂银莲花在自然条件下存在无融合生殖现象，繁育系统为自交、异交亲和，以自交为主，但有时也需要传粉者。可见该物种的繁育类型为混交的交配系统，即自交和异交并存，但倾向于自交。（4）在物种水平上，钝裂银莲花Shannon多样性指数为0.3719，Nei基因多样性指数为0.2497；基因分化系数为0.5010，基因流为0.5243，表明钝裂银莲花种群遗传分化大部分存在于种群间。（5）发现小花草玉梅（Anemone rivularis）结籽率不存在花粉限制，不同生境（合作和玛曲）以及同一生境的不同年份（2010，2011和2012年），在结实特性上均表现出不同程度的差异；此外，小花草玉梅结籽率随单果种子数和果实大小的增加而增大，呈极显著的正相关，但与单粒种子大小无显著的相关性。（6）发现毛茛状金莲花（Trollius ranunculoides）花期的分化伴随着传粉昆虫活动的变化。不同花期, 访花昆虫的变化对其花特征的分化起了至关重要的作用。上述研究结果将有助于揭示银莲花属植物在青藏高原这一特殊生境下的繁殖分配、性分配于繁育系统之间的相互关系、进而阐明其适应性，并为主要种类的防治、可食牧草生产力的恢复提供生态学依据。