栽培措施对草花混播群落适应性策略的影响

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草花混播(Flower meadows,也称“野花组合”)是城市中人工模拟草地景观的尝试,它通过混合播种构建多样性丰富的群落,是目前国内外园林绿化研究的热点之一。然而在实践应用中,草花混播面临种类单一、杂草多和景观持续性差等难题,严重限制其建植与推广。本文基于植物适应性对策理论,指出要构建物种丰富、杂草少且竞争较小的稳定群落需要施加一定的环境压力、减少干扰,并降低优势种类的竞争。同时草花群落内存在着大量的自生植物,除需清除的侵略性杂草外,还应保留本土的或竞争势弱、观赏性优良的外来植物(将其划分为需求植物),它们有利于提升群落的景观效果和物种多样性。本文基于天然草地群落的调查,在北京地区采用裂区设计和正交试验等研究不同栽培技术措施(灌溉和基质)结合群落丰富度、播量、禾草质量比例和垂直结构对草花混播景观、自生植物、适应性策略、物种多样性和竞争的影响;首次选取邻体干扰模型量化混播群落内的竞争强度,并探讨竞争与群落植株功能性状的关系,进而对混播物种的选择和建植提供建议,为构建杂草较少而种类丰富的混播群落提供理论支撑和实践指导。研究显示:(1)天然草地群落主要为胁迫耐受对策,多样性丰富,且群落策略随光照和水分条件不断变化,林外阳坡草地更倾向于杂草型对策,林缘草地倾向于竞争者对策,林下草地倾向于胁迫耐受对策;而群落随水分增加先倾向竞争者对策,再转向为胁迫耐受对策。增加适当的栽培胁迫措施(干旱处理、遮阴等),可促使群落向胁迫耐受者移动。(2)建植第一年野花草皮植株的株高和冠幅最大,种类最为丰富,可用于快速建植;而沙子上的植株最小且播种植物较稀疏,侵略性杂草多。灌溉促进了群落自生植物的生长,到第二年杂草最少的处理为灌溉频率低的野花草皮复层结构组合,而泥炭上灌溉频率高的单层结构组合杂草最多。同时,两层和复层垂直结构的群落倾向于竞争者对策,杂草少;并且在底土上的复层结构组合物种多样性高。(3)混播群落内的自生植物种类丰富,可划分成侵略性杂草和需求植物。需求植物春季最多,侵略性杂草秋季最多,两类自生植物负相关。春末夏初拔除侵略性杂草可以保护需求植物。建植第三年,丰富度、禾草质量比例和播量对群落内物种的影响依次降低,当丰富度为35种、禾草质量比例为50%、播量为1.25g/m2时,混播群落更倾向于胁迫耐受对策且侵略性杂草较少,多样性更丰富。(4)通过邻体干扰模型,发现混播群落的竞争压力约有90%源于种间竞争,群落下层植物的竞争强度显著高于群落上、中层,且随时间逐渐增大,导致部分下层物种不能正常开花。仅在一定范围内,物种多样性增加可以降低群落的竞争强度;当物种丰富度约为9种,均匀度指数为0.46,Shannon-Wiener指数为2.1,优势度指数为0.82时,群落竞争强度相对最小,且此时多样性与天然草地相似,景观良好。(5)当播量增加,混播群落的竞争强度呈指数式上升,且不同播量组合采取的适应性策略相似。竞争不同程度的抑制了群落内植株的根、茎、叶、花序和分枝,显著削弱了茎干的物质贮藏能力并抑制了其繁殖能力。竞争强度与比叶重呈正相关,竞争压力大的下层植物利用弱光的能力增强。而叶片数与叶绿素含量呈负相关,植物需进行叶性状的权衡。混播群落中,植株的根系与花序、茎、叶的相关系数依次降低,表明根系吸收养分后,植株更倾向于生殖生长。
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