实验植物种间竞争

实验3植物种间竞争

学习内容竞争实验设计方法及竞争指标介绍以实验小组为单位设计植物竞争实验方案种植和管理收获和测量数据分析及撰写实验报告23竞争实验方法4竞争实验方法-置换法置换系列Replacementseries5竞争实验方法-置换法标准置换设计：单播密度相同(b)比例置换设计：单播密度不同6竞争实验方法-置换法7竞争实验方法-添加法添加系列Additionseries8竞争实验方法-添加法(c)物种J密度固定，物种I密度变化(d)物种比例固定但总密度变化9竞争实验方法-目标-邻株法1033cmd=10cm40cm30cm NoC. RootC.ShootC.FullC.竞争实验方法-目标-邻株法11竞争实验方法-目标-邻株法无竞争 根竞争 12竞争实验方法-生物尺法GrassAgropyrondasystachyumBoutelouagracilisBromusinermisDeschampsiacespitosaFestucahalliiKoeleriamacranthaStipaviridulaPoapratensis*ForbArtemisiafrigidaArtemisialudovicianaAsterericoidesAsterlaevis*Campanularotundifolia*Coreopsistinctoria*Descurainiasophia*GaillardiaaristataGaliumboreale*HeterothecavillosaLinumlewisiiRumexcrispusRumextriangulivalvisSolidagomissouriensisAchilleamillefoliumSpeciesmarkedwithasteriskonlycompetedwithPoa欧蓍早熟禾13TT+PT+ALowNHighNT+AT+PT竞争实验方法-生物尺法14竞争实验方法-生物尺法15Dashedlineisabovegroundpartitionandsolidlineisthebelowgroundpartition.Thesmallsquarerepresentsapot(6cm

long×6cmwide×15.5cmhigh)1617竞争指标竞争重要性（Importanceofcompetition）：竞争在植物适合度下降时所占的比重。竞争强度（intensityofcompetition）：竞争引起个体适合度下降的程度。竞争效果（effectofcompetition）：邻株对目标植物的影响。竞争响应（responsetocompetition）：目标植物抵抗邻株的竞争。竞争结果（outcomeofcompetition）：长期竞争后的结果。WeigeltA.,JolliffeP.Indicesofplantcompetition.JournalofEcology,2003,91:707-720.18竞争效果19竞争结果2021基于置换系列的竞争实验设计标准置换设计：单播密度相同1个置换系列含5种密度比例4次重复每组20个花盆种子萌发率计数饱满种子100粒，重复3次。在培养皿底部铺两层滤纸并浸满蒸馏水。把100粒种子均匀放置于滤纸上，并盖上培养皿上盖。标注实验小组、物种名称和重复编号。将培养皿放置于15-25oC培养箱中。每天计数萌发的种子并移出培养皿，直到种子不再萌发（约1周）。计算种子萌发率，并依此计算实际播种量。2223种植和管理确保棉绳穿过内盆盆底。将砂子装到内盆中，稍压实，使土面低于盆口2cm。浇透水，静置，确保外盆水面至少保持5cm（棉绳浸入）。按设计方案均匀播种后撒上约1cm厚的砂子，覆保鲜膜保湿。插入标签，注明实验组、竞争处理和重复编号。各实验组以重复组为单位放置花盆。定期交换重复组位置，避免微环境影响。按需浇水，保持土壤湿润。收获和处理分离不同物种并清洗根系。依设计方案测量各指标，如株高。分离植物地上和地下部分，并分别烘干称重。2425计算指标相对产量（RelativeYield,RY）按下列公式计算（Fowler,1982）： 物种1相对产量：RY1=Y混1/(pY单1)

物种2相对产量：RY2=Y混2/(qY单2)

Y混1 混播条件下物种1的单位面积产量，

Y单1 单播条件下物种1的单位面积产量，

p 物种1的播种比例。

Y混2 混播条件下物种2的单位面积产量，

Y单2 单播条件下物种2的单位面积产量，

q 物种2的播种比例。26计算指标相对产量（RelativeYield,RY）按下列公式计算（Fowler,1982）： 物种1相对产量：RY1=Y混1/(pY单1)

物种2相对产量：RY2=Y混2/(qY单2)

RY1

=1，表明物种1种内竞争和与物种2的种间竞争相似，对物种1来说，来自自身种群的竞争压力与来自物种2的竞争压力相同。

RY1>1，表明物种1对物种2的竞争力要大于对自身种群的竞争力，也就是物种1的种内竞争大于种间竞争。

RY1<1，表明物种1对物种2的竞争力要小于对自身种群的竞争力，也就是当物种2存在时，物种1的生物量会降低。27计算指标相对产量总值（RelativeYieldTotal,RYT）按下列公式计算（Fowler,1982）: RYT=pRY1+qRY2p、q分别是物种1和物种2的混播比例。

RYT=1，表明两物种竞争相同的资源。

RYT>1，表明两物种在一定程度上避免了部分竞争，该混生种群具有产量优势，这种产量优势可能来源于某种生态位分离。

RYT<1，表明两物种间存在激烈的资源竞争。28统计分析单样本t检验相对产量RY是否显著不等于1相对产量总值RYT是否显著不等于129处理重复白菜生物量g黑麦草生物量gRY白RY黑RYT白100黑010---白100黑020---白100黑030---白100黑040---白75黑251白75黑252白75黑253白75黑254白50黑501白50黑502白50黑503白50黑504白25黑751白25黑752白25黑753白25黑754白0黑10010---白0黑10020---白0黑10030---白0黑10040---表1.不同竞争处理植物总生物量及相对产量RY和相对产量总值RYT30处理指标均值mean标准误setP白75黑25RY白RY黑RYT白50黑50RY白RY黑RYT白25黑75RY白RY黑RYT表2.不同竞争处理植物相对产量和相对产量总值t检验表31两物种竞争实验结果模式图。对角线上部区域表示物种A具有竞争优势，对角线下部区域表示物种B具有竞争优势。区域表示物种A和B均在混播条件下比在单播条件下生长好，区域表示物种A和B均在混播条件下生长受到抑制。Y轴与RYB=1之间的空白区域代表物种B受到限制，物种A具竞争优势，X轴与RYA=1之间的空白区域代表物种A受到限制，物种B具有竞争优势。（引自Williams&McCarthy,2001）32图1.白菜-黑麦草置换系列相对产量图2.白菜-黑麦草置换系列相对产量总值33可扩充的问题种间竞争对植物种群株高频度分布的影响计算不同竞争种群株高频度分布的峰度(Kurtosis)，偏度(Skewness)和变异系数(CV%)。偏度描述取值分布形态对称性的统计量。偏度=0表明正态分布，>0为L-型，<0为J-型。绝对值越大，与正态分布相比越偏斜。峰度描述变量取值分布形态陡缓的统计量。峰度=0表明数据分布的陡峭程度与正态分布相同，>0表示为陡峰分布，<0表示为扁平峰分布。变异系数是衡量各观测值变异程度的统计量。值越大，数据变异越大。34可扩充的问题种间竞争对植物种群株高频度分布的影响35可扩充的问题竞争条件下植物的地上地下生物量分配策略36处理重复白菜地上g白菜地下g白菜根茎比黑麦草地上g黑麦草地下g黑麦草根茎比白100黑01---白100黑02---白100黑03---白100黑04---白75黑251白75黑252白75黑253白75黑254白50黑501白50黑502白50黑503白50黑504白25黑751白25黑752白25黑753白25黑754白0黑1001---白0黑1002---白0黑1003---