[学习要求]
1.掌握药用植物种群的生态对策的基本观点及特点。
[学习内容]
生态对策是指任何生物在某一特定的生态压力下,都可能采用有利于种生存和发展的对策。生态适应对策通过生活史变现出来,又称为生活史对策,具明显的规律。
目前植物的生活史对策主要有以下两种观点。
一、r—K对策
在有限环境中,种群增长符合Logistic增长模型,即dN/dt=rN(1-N/K)。1967年,MacArthur 和 Wilson 根据种群在有限环境中生活史对种群扩散和种群生存的适应,区分出两种不同的适应对策。
有一类种群,所处环境气候多变,密度影响小,竞争弱,种群密度多处于K值以下的增长段,常出现扩展增大过程,属于r对策者;
另一类种群所处环境气候稳定,密度很高,竞争激烈,种群数量达到或接近环境负载量,属于K对策者。
r-K对策理论的基本观点是:物种总是面临两个相互对立的进化途径和选择,物种只能选择其一在竞争中生存下来。
1.特点
r对策者的r值较大,K值相应较小,种群数量经常处于不稳定状态,变幅较大,易于突然上升和突然下降。一般种群数量下降后,在短期内易于迅速恢复。属于此种类型的物种,一般个体较小,寿命较短,繁殖力较大,死亡率较高,产生大量的后代,但后代存活率低,发育快(早熟),成年个体小及寿命短且单次生殖多而小的后代,一旦环境条件转好就会以其高增长率r迅速恢复种群,使物种得以扩展。
K对策者的r值较小,而相应K值较大,种群数量比较稳定。属于此种类型的物种,一般个体较大,寿命较长,种群数量稳定,竞争能力强;繁殖力较小,死亡率较低,其种群水平一般变幅不大,该对策适应于可预测的稳定环境,当种群数量一旦下降至平衡水平以下时,在短期内很难恢复甚至可能灭绝。不易迅速恢复。
性状 | r对策 | K对策 |
环境特点 | 多变不可预测 | 稳定或可预见 |
死亡率 | 非密度制约 | 密度制约 |
生存状况 | 幼龄期死亡率高 | 比较一致或大龄期死亡率高 |
种群大小 | 变化大 | 相对稳定,接近环境容量 |
竞争作用 | 弱 | 很激烈 |
发育时间 | 很短 | 很长 |
寿命 | 很短,小于2年 | 很长,大于5年 |
种子库 | 有 | 无 |
资源配置 | 以生殖为核心 | 以维持生存为主,生育延迟 |
生殖方式 | 一次结实 | 多次结实 |
整体特性 | 高繁殖力,生产型 | 高存活率,效益型 |
植物濒危的原因除了人类过度采收、利用及对生境的破坏外,还可能有植物自身生物学方面的原因。以伞形科的植物明党参和峨参为例:
明党参为三级濒危植物,具有低种子数、大粒种子、种子散布远离母株以减少种内竞争的K对策,在受到人类大量采挖和生境干扰后种群不容易迅速恢复。种子中储备有丰富的营养物质,以增强苗的竞争能力。而峨参采取高种子数、小粒种子、种子近母株密集分布和产生无性系的r对策 ,种群受干扰后易恢复。r对策和K对策只是两个极端情况,二者各有优缺点。实际大多数植物是二者间的过渡类型。
同种植物可因环境不同而改变生态对策,如云杉在低海拔属于偏r-选择,中海拔为K-选择,中高海拔为偏K-对策,高海拔为r-对策。
二、C-S-R对策
20世纪70年代,英国生态学家J.P.Grime在r—K对策的基础上,提出对植物生活史的CSR三角形划分,这比r/k二分法应用更广些。他提出:环境变异导致植物生活史对策的发展,其中影响植物选择压力的最大、最重要的因素,是干扰强度和胁迫强度。为此,Grime 使用两个轴,一轴代表生境干扰(或稳定性)程度,另一轴代表生境对植物的平均严峻度,将植物的潜在生境分为4种类型:①低严峻度,低干扰。②低严峻度,高干扰。③高严峻度,低干扰。④高严峻度,高干扰。


竞争型对策(C-对策):当栖息地的资源丰富,干扰(指人类损害,动物取食和细菌致病)稀少(低严峻度,低干扰),能建立拥挤的植物种群,有利于形成竞争型对策,它与K-对策相当。如刺槐、明党参等药用植物。
杂草型对策(R-对策):当资源丰富,条件不严酷,但干扰频繁(低严峻度,高干扰),则易形成杂草型对策,它与r-对策相当。如刺儿菜、狗尾草等药用植物。
耐受型对策(S-对策):当资源稀少,条件严酷(指营养贫乏,光照和气候条件不利),但干扰不常见(高严峻度,低干扰),就易形成耐受型对策。如肉苁蓉、锁阳等沙漠药用植物。
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