種子重量的生態(tài)學(xué)探究
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【摘要】種子重量是植物生活史的一項(xiàng)重要特征，其與植物的生態(tài)因子和植物性狀都有著密切關(guān)系。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究，人們發(fā)現(xiàn)種子的重量與種子的散布能力、生活型、比葉面積、動(dòng)物捕食等多個(gè)方面有密切聯(lián)系。此外，降雨、溫度、海拔等自然生態(tài)因素也會(huì)對(duì)種子的重量產(chǎn)生直接影響。因此，對(duì)于種子重量的生態(tài)學(xué)研究應(yīng)當(dāng)從多方面入手，提高研究?jī)?nèi)容的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】種子重量；生態(tài)學(xué)研究；生態(tài)因子
長(zhǎng)期以來(lái)生物學(xué)家都沒(méi)有停止對(duì)種子的研究與分析。種子質(zhì)量指的是胚、胚乳加上種子皮三者的重量和，在生態(tài)學(xué)和植物學(xué)中，種子重量都是一個(gè)重要的生物性狀。隨著種子出現(xiàn)在地球上，隨后就有了種子重量這一概念。種子重量是生物學(xué)中的一項(xiàng)重要性狀，對(duì)其進(jìn)行研究，能夠使植物群落學(xué)和種群生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容得到拓展，同時(shí)對(duì)促進(jìn)植物學(xué)的發(fā)展也會(huì)起到一定的促進(jìn)作用，由此可見(jiàn)，進(jìn)行種子重量研究具有重要意義。
1種子重量與散布能力、植物豐富度及植物的關(guān)系
通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究可以發(fā)現(xiàn)，種子重量與其散布能力有著密切聯(lián)系，小種子物種具有較強(qiáng)得散布能力，這主要是由于在到一定能量限度內(nèi)，小種子的數(shù)量相對(duì)來(lái)說(shuō)較多，并且其更加容易傳播，小種子的傳播可以通過(guò)非生物和生物實(shí)現(xiàn)。種子重量與數(shù)量之間也存在一定的聯(lián)系，該關(guān)系為正向關(guān)系或中性關(guān)系，但是需要特別注意的是，該關(guān)系的形成與理論預(yù)測(cè)結(jié)果相反，有可能是因?yàn)橹参镔Y源在被利用過(guò)程中，由于某些原因?qū)е虏糠植町愋员谎谏w而引起的[1]。通過(guò)分析不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)于很多植物種類來(lái)說(shuō)，隨著植物個(gè)體大小的變化，種子的大小也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，兩者呈正相關(guān)。群落中種子重量與植物豐富度有著密切關(guān)系，但是需要相關(guān)人員注意的是，不同的種群中，該類型的關(guān)系是不同的，也正因?yàn)樵撉闆r的存在，出現(xiàn)了不同的機(jī)理對(duì)這些不同的關(guān)系內(nèi)容進(jìn)行解釋。從目前的研究成果來(lái)看，對(duì)于種子重量與植物之間的豐富度關(guān)系，通常來(lái)說(shuō)格局呈以下形式：①大種子的物種相對(duì)來(lái)說(shuō)較少，小種子物種相對(duì)較多[2]。②中度大小的種子最大，小種子的物種和大種子物種都較少，
2種子重量與種子散布模式、植物比葉面積關(guān)系
種子重量和散布模式關(guān)系非常相似，以螞蟻或脊椎動(dòng)物作為媒介散布的種子。例如，在種子在具體散布過(guò)程中，在具體散布過(guò)程中通過(guò)粘著散布、風(fēng)散布、或者在沒(méi)有任何形態(tài)結(jié)構(gòu)幫助的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)種子的散布，通過(guò)該方式散布的種子的重量都較大。不同重量的種子在適應(yīng)的散布的形式也會(huì)有所不同，比葉面積指的是單位干中的葉片面積。通過(guò)研究可以發(fā)現(xiàn)，如果植物據(jù)具有較大種子，通常情況來(lái)說(shuō)其比業(yè)面積都較低，同時(shí)壽命較長(zhǎng)、一年四季常綠的植物的比業(yè)面積也都較低，相反，葉片短命的植物的比葉面積則較高，但是以現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)水平，以及研究結(jié)果來(lái)看，導(dǎo)致該情況發(fā)生的并不明確。具有較低比葉面積的植物通常來(lái)說(shuō)都具有單位重量的N含量，及時(shí)在適合該植物生長(zhǎng)的環(huán)境下，其生產(chǎn)率相對(duì)來(lái)說(shuō)也十分緩慢[3]。而針對(duì)一些植物，其具有較高比葉面積，其在具體生產(chǎn)過(guò)程中，每光合單位酶都都會(huì)存在更大的光捕捉面積，因此該類型的植物在舉生長(zhǎng)過(guò)程中，具有潛在生產(chǎn)率。
3種子重量與生物化學(xué)指標(biāo)及遺傳學(xué)指標(biāo)的關(guān)系
種子重量與種子生物化學(xué)指標(biāo)有著密切聯(lián)系。例如，碳氮含量及碳氮比都具有相關(guān)性，隨著人們對(duì)種子重量問(wèn)題研究的不斷深入，一些研究已經(jīng)深入到了重量與N的濃度、C/N比的具體關(guān)系、種子自身中N的具體濃度、種子品質(zhì)受C/N的影響情況，以及種子內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的具體分布情況等，每一項(xiàng)內(nèi)容都會(huì)對(duì)種子的大小造成直接影響。油質(zhì)體是種子分泌出的一種油類附屬物，其具有誘發(fā)種子被傳播作用，通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，具有油質(zhì)體的種子產(chǎn)自舞花姜屬、合歡屬等各種子物中。針對(duì)200余種不同類型動(dòng)進(jìn)行研究分析，種子油質(zhì)體大小與種子自身大小的重量之間的關(guān)系為正相關(guān)，造成該情況發(fā)生的主要原因是，螞蟻在對(duì)大種子進(jìn)行搬動(dòng)過(guò)程中，需要更大油質(zhì)體酬勞[4]。通過(guò)研究螞蟻種子散布內(nèi)容，種子中的一體油質(zhì)體作為螞蟻是散布種子過(guò)程中的能量消耗，該研究?jī)?nèi)容也充分證明了種子散布特征與化植物具有協(xié)同進(jìn)化性，通過(guò)螞蟻散布種子的植物在地球上至少有10000種。種子重量與遺傳學(xué)指標(biāo)都有著密切聯(lián)系，例如，與DNA含量有著密切聯(lián)系，通過(guò)過(guò)去一段時(shí)間的研究可以發(fā)現(xiàn)，種子重量與基因大小之間呈正向關(guān)系，不論是在種內(nèi)或種群間，還是屬于同科或同屬的種間都是如此，通過(guò)對(duì)大量的物種進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)基因組大小與種子質(zhì)量之間都有著密切聯(lián)系，但是目前對(duì)與兩者之間的關(guān)系沒(méi)有一個(gè)明確的定義，不過(guò)相信隨著人們研究的不斷深入，以及科學(xué)的發(fā)展該項(xiàng)內(nèi)容在不久的將來(lái)將會(huì)得到明確[5]。
4種子重量和環(huán)境因子的關(guān)系
4.1種子重量受陰暗環(huán)境的影響
通過(guò)大量的研究可以發(fā)現(xiàn)，大種子物種通常都生長(zhǎng)在陰暗環(huán)境中。造成該現(xiàn)象的主要原因是，植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，為了維持在陰暗環(huán)境下生存需要的營(yíng)養(yǎng)成分，尤其是在植物生長(zhǎng)的幼苗階段，需要較大的種子重量，因?yàn)榇蠓N子內(nèi)部可儲(chǔ)存大量的能量，這些能量能夠滿足幼苗在成長(zhǎng)過(guò)程中的具體需求，直到其能夠達(dá)到自然狀態(tài)。
4.2種子重量受干旱環(huán)境的影響
在幼苗階段，如果種子處于和高度干旱，并且對(duì)其生長(zhǎng)造成一定威脅的環(huán)境下，種子在生長(zhǎng)過(guò)程中，將會(huì)有變大趨勢(shì)。通過(guò)大量的研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在干旱環(huán)境下，對(duì)不同大小的種子的萌發(fā)比率進(jìn)行對(duì)比分析，大種子要明顯高于小種子，幼苗生存時(shí)間與種子重量之間呈正向關(guān)系。但是，需要特別注意的是，在一些特殊的植物群落中，并不存在該趨勢(shì)，這也是需要相關(guān)工作人員需要注意的一項(xiàng)內(nèi)容。
4.3種子重量受坡向的影響
通過(guò)研究可以發(fā)現(xiàn)，草體植被中的種子重量譜會(huì)受到坡向的影響，通常來(lái)說(shuō)，大種子植物更多的會(huì)生長(zhǎng)北坡，而在相同地理區(qū)域生長(zhǎng)的植物，較小的種子植物更多的會(huì)生長(zhǎng)在北坡[6]。造成該情況發(fā)生的主要原因是，陰坡和陽(yáng)坡環(huán)境因子存在的差異性較大，北坡具有陰暗環(huán)境，而南坡的關(guān)照相對(duì)來(lái)說(shuō)更多，這也是大多數(shù)大種子植物都生長(zhǎng)在陰暗環(huán)境下的一個(gè)主要原因。
4.4種子重量受干擾的影響
在同一地點(diǎn)生長(zhǎng)的植物，植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，因?yàn)槭芨蓴_因素的影響，將會(huì)導(dǎo)致植物種類之間的重量會(huì)存在較大差異，針對(duì)該情況下，在具體問(wèn)題分析過(guò)程中，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行解釋：①隨著演替不斷向前推進(jìn)，定居的植物的種子重量都會(huì)呈明顯上升趨勢(shì)，該特點(diǎn)已經(jīng)得到了相關(guān)研究的證明。②定居植物種子重量的提高，通常都會(huì)與植物高度的增長(zhǎng)、散布媒介的轉(zhuǎn)變、緩慢的生長(zhǎng)率各項(xiàng)內(nèi)容相結(jié)合。
4.5地帶對(duì)種子重量的影響
通過(guò)對(duì)種子重量的分析不難發(fā)現(xiàn)，種子重量具有緯度地帶性，通常來(lái)說(shuō)，隨著緯度的不斷降低，種子的重量將會(huì)有所提高。對(duì)比亞熱帶植物和熱帶植物進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)亞熱帶的植物的種子重量要比熱帶植物種子的重量小，導(dǎo)致該情況發(fā)生的原因是不同生境光利用存在一定差異，種子散布差異、生活型由適度差異等。此外，種子的重量也會(huì)受海拔高度的影響，隨著海拔的不斷升高，種子會(huì)出現(xiàn)逐漸變小趨勢(shì)，一些研究?jī)?nèi)容是在群里的基礎(chǔ)上開(kāi)展的，也有小一些研究則是一個(gè)屬內(nèi)種群變異。
5結(jié)束語(yǔ)
植物種子重量會(huì)受到許多因素的影響，在對(duì)其進(jìn)行研究與分析過(guò)程中，要充分考慮各種因素的影響。就目前的情況來(lái)看，雖然我國(guó)加大在種子重量生態(tài)學(xué)研究上加的了投入，同時(shí)通過(guò)研究也取得了一定的成績(jī)，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在一定差距，因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)該項(xiàng)內(nèi)容的研究。
參考文獻(xiàn)
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作者:曾麗 單位:重慶市潼南區(qū)農(nóng)業(yè)委員會(huì)
