全 文 ：f≥f—fz7
第 15卷 第 2期
1 9 9 5年 6 月
生 态 学 报
ACTA EC0I 0GICA SINICA
l Q7‘(2)
Vo1．15，No．2
J,un．，1 9 9 5
A
半干旱生态条件下春小麦群体
生态场的空间分布
三丝
河南大学 生物 幕．郑州，475001)
壁 5 |D
●
■ 要 在冠幅串径只有棒距一串的兰 叶期 ，并棒生态墙呈以每棒立地点为峰疆 的檀对独立的小凸起，
随着十体生长，拔节期群体的生态场成为一十精里起伏舶太 凸峰．将行距加倍后·场强在行问出现明显的
低答·株距也如倍后．在摊啊出魂两样的低答，弭体的相对毫寝对其埚强分布趋势起蕾荽怍甩。由于边行
蕴应使群体在发育后期边行的场强增高从 而使群体播强分布里近似平疆 凸起扶．
蕾 盥 业
生态场是生物的生命活动所产生的综合生态效应的空间分布“一 自1 985年公开使用生
态场一词“ 以来，已对简单阜生群落“ 和作钧个傩 的生态场进行了初步研究，但对作物群
体的生态场的空间分布规律 尚未见报遭 作物群体生态场的空间分布规律是生态场理论应用
于农业生产的关键问题之一。本文在半干旱生态条件下研究了春小麦人工群体生态场的空间
分布动态。
I 材料方法
I．I 材料和生态条件
实验在黄河水利委员会甘肃定西水保站的实验田进行，据该站观测资料 ，该地区年均温
6 o℃，最高温度 30c，最低温度一23℃．年均降雨量 430ram，降水 日数 1o0d，日照时数 2450h。
在精耕施肥后，设置 2m×2m的小样方 ．样方之间和四周均留2m的间隔以避免相互干扰 。在 3
月 10日至 15日定位摆播 已测过发芽率的春小麦(Trlticum aestivum L )，摆描的株、行距和分
布见图 1b、图 2b 图 3b和图 4b。
1．2 测定方法
生态场强度采用分别1测定生态因子场和生态效应系数井综合定量分析的方法 ，测定的
生态因子场分别是：CO ．大气相对湿度，土壤水分，土壤N素和遮光度 测定方法和使用的仪
器同前文 。采用烘干法测定个体生物量，取样重复 12次，计算平均值和标准误。．
1 3 数据处理
将个体生态场的空间距离分布规律。 的坐标变量改为两维直角坐标定位后可得：
~gEto[ +( 一+ 啦 awEw~, ( +( 1
*国家自然科学基金资助项目，39100022．
收 瞢 日期 1993 08 O1，慵 改精 收到 日期 ，1994 02 05
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生 态 学 报 l5卷
+ + 。 l／·+( z] _ ㈩
这里， 表示生态效应系数 ，E。表示在场源处生态因子的相对变化值 ，角码 f，” ，c，h分别表
示光照、水分、氨索、CO：和相对湿度因子，h 和 h，分 Ⅱ表示冠层和根系分布中心离地面的高
(深)度， 和 Y分别表示在 轴和 Y轴的平面直角坐标。
生态场强虞的空间分布圈Ib．檀扫E丹相示意图．扫E疃与行距均为 。2m．^ ； ，^：IJl1 ． 霉
Fig I Distribulion of ecological field in pring wheat colony of 2S w {I-d1 lrIbuted phnls tril~atf stage
Spa~ial dlsxrlbollon Ofthe eeologk"a1fieldlin enE，tyIb T1．e di gr ofthe plant dl$ribut dinthefolony·The
epacing among the∞⋯ nd plants a 0·2m，^ f ，^ 0·1m·
根据(1)式可求得群体内每个植株的生态场的空间分布动态，对群体内的各个植株采用统
一 的平面直角坐标定位( T。，yo)，则一个具有 ”株植物的群体的生态场可表示为：
。 }]一⋯ ⋯ }]喑
+ ( 。k 『1+『 五 叶} (2)
L 【 一^ J j J ·
这里角码 指第 ，株植物．其它符号的含义同(1)式。用 M一340型计算机分析数据并绘制群体
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●
2期 王根轩等：半二F旱生态条件下春小麦群体生态场的空间分布 123
生态场的空间分布图。
言
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囤 2 25椿均匀分布的膏小麦群体<拔节期)的生意场分布
a一生 态场 强度的 空间廿 布图 ：h一檀株分 布示意 图 ，株距 、行 距 和冠 懵半 径均 为 0 2n-
Fig 2 Dis*rlbutlon。f ecological field in spring wheat colony 25 wel
spacing among the and phm {Ire 0．z Ih h，一 0．2m
2 结果和讨论
2．1 相同密度不同个体大小的群体之生态场
图 l和图 2给出了 25株均匀分布的春小麦群体的生态场，其株距和行距均为 0．2m．所不
同的是图 l的个体(三叶期)冠幅直径约为株距的一半，而图 2的个体(拔节期 )之间已经封行
在三叶期春小麦群体处于半闭合状态(图 lb)，各植株的生态场呈相对独立的小凸峰，峰顶与
各株的立地点吻合，各峰之间有明显的低谷(图 la)，彼此间的相互作用强度较弱；随着植株的
生长发育 ，在拔节期植株之间巳没有明显的空隙(图 2b)．群体的生态场则基本上连成一片(图
2a)，形成一个大凸峰，在这个大凸峰上可看出各个植株立地点处有一个小峰顶 ，群体中央的场
强最高，边行的小峰顶较低 ，随着离群体边缘距离的增加 ，场强迅速降低。整个闭合群体的生态
场向周围的变化趋势与个体生态场。 类似 ，群体内个体间的相互作用强度随盖度的增加而加
大。
2．2 相同个体大小不同立地距离的群体之生态场
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在植株个体大小和发育时期(拔节期)与图 2相同的条件下，行距加大一倍的群体的生态
场强度的空间分布如图 3所示，群体的生态场形成每行基本连续、中间较高的峰，峰脊与行内
植株的连线对应，而在行间形成低谷(图 4)。如果将株距也加大一倍，即在样方内呈均匀分布
的 9株麦苗，群体的生态场呈以每株立地点为峰顶的 9个相对独立的峰。仔细分析仍可见到中
间的峰顶最高 ，这是由中间的植株的生态场与四周的生态场叠加形成的，而边行植株的生态场
与其它个体生态场的叠加程度则远低于中央部分。以上结果说明，群体密度越大 ，则群体内各
个体的生态场的重叠程度越大 (比较图 2和图 3)，群体 内生态场的强度分布与其密度相对应
(比较图 3和图 4)。
围 3 3行拔节 婀謇 小麦群 体的生 态场分 布囝
自．生态场强度的空阃舟布田Ib．檀株舟布示意围，株距：0．2m．行距 0．4m．
3 Distribution of ecologlcal field in spring wheat colony ihre~ jointing slage
n．Spetial distrlbutton of the ecological field intensity；
b．The diagram ofthe plant dlsrributed lnthe colony．Row spacing：‘)．4m ~Spaclng inthe Tow：0．2m．
2．3 边行效应与群体生长发育过程中生态场强度的变化
从样地边行向群体 内部作生态场强度的截面图(图 5a)井测定相应行值株的平均生物量
(图 5b)，可见在三叶期 ，植株个体较小 ，行间生态场的相互作用较弱，各行 间的生态场强度基
本相等；随着小麦的生长发育，个体不断长大．到拔节期 ．行间个体的生态场间的相互作用程度
加大 ，由于边行只有一侧与其它行的生态场重叠，所以边行场强的峰较低 ，越向群体内部麦行
。 躯艉 ；
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2期 王根轩等 ：半干旱生态条件下春小麦群体生态场的空间分 125
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圈 4 9铼均匀 丹布的拔 节 期春小 麦群悻 的生态 坜丹布
生态场强度的空问丹布 Ib．檀擗丹布，株距与行距均为 o 4m。
g．} Distribution。f ecologica]field spring wheat~olony of nine plants at jo／ming stage
． Spatial distribution of th*eeologieM field intensity；
b．The diagram 1he DIan1 distributed in the colony．The spacing among th㈣ s and I~lants：【)-4m．
的场强峰越高．由于生态场在近距离对同生态位的其它个体的抑制效应“ ，所以边行植株受到
的抑制效应较弱，个体平均生物量较群体内高 ；随着个体继续长大，边行效应越来越明显，在灌
浆期边行的个体生物量显著高于群体内部个体的生物量．边行本身的生态场强度由于其生命
活动强度的加大而升高“。 ，从而使此发育时期群体各行的总生态强度又趋于一致(图 5)。
不论是由于群体内个体的长大(图 1，图 2，图 5)，还是由于个体密度的增加(囵 2，图 3．图
4)，都会造成群体内密闭程度的增加并使个体问生态场的相互作用强度加大 ，由于个体生态场
在近距离处的抑制效应。 主要是通过减少可利用的资源。 ，所以生态场之问的相互作用可防
止群体过密造成资源短缺。因为每个植株的生态场基本上呈对称分布。“．位于边缘的植株受
到的抑制作用较小(囵 z．图 5a)，群体边行植株的生长速度高于群体内部的植株而表现出明显
的边行效应。
春小麦群体生态场的空问分布(图 1一 图5)显示在群体范围内相对生态场强度均为负值，
这表示每株植物受邻体的总生态效应为干扰或抑制效应 ，在近距离范围内与邻体效应的研究
结果” 基本一致。但即使在群体之 内，在生态效应转变点。 之外的邻体对基株的效应仍表现
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鬻 巍 血 黧蒌 (a蒌E 猎 囊 场的各生态因子场有抑制效应 。为负值)和 5}广 一i lI_l rfn把童
器辜 强 i na e6-8 。 研究的单一干扰势概念有本质区别。在群体之 蓄f l Il I士l壬{； 外离边行立地点约 个相对立地距离i]／ f ’
参 考 文 献
1 王根轩 探亲生物问相互作用规营的生态场理电．太自然探摩，1992 儿{3)：52—56
2 王根轩．越捂岭．半干旱生态条件下檀约十体的镓台生态敏虚的空间距离分布规律，生志学报，l993，l3(1)；58—66
3 王根轩．生态场论．部卅 河南科拄出崩}社．1993
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2期 ‘ 王报轩等：半干旱生态条件下春小麦群体生态场的空间分布 127
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t989．14(1)I24- 28
l1 日 ·harsh A tSlappendM R 】．Reiterl·Van—KnapenF． ·Kor~．eP．Hulge．E·KolkA H 】Application of a dlreet agg Luti
nationten for detection of speclfk anti leishmanl a．fibod]e~in=he ea．ine reservoir．』nrain／,ag]d&．ro6io／ogy．1 989．27
(IO)：2Z5Z一 2257
THE SPATIAL DISTRIBUTIoN oF THE ECoLoGICAL FIELD IN SPRING
W HEAT CoLoNY UNDER SEMI—ARID ECOLOGICAL CoNDITIoNS
W ang Genxuan
(Department Biology．执 【， er*ity，475001)
Zhao SongJing
tArid Ecological La~ratory·LanzhoN[!nh*~rsit3t，730000)
The distribution of the ecological field in the spring wheat colonies was revealed by ana
lyzing tbe synthetical ecological effect of individuals under semi—arid~culogical conditions．
The ecological field figure shows same small convexe peaks which coincide with individuals·
when crown diameter of wheat is half of the spacing in the rOWS at the trileaf stage．The eco
logical field figure assumes a large convexe peak with slight r；se and fall at the jointing stage．
A deep in valley；n field intensity would appear between the rows if the row spacing was dou—
bled．The same velley would appear among individuals if the spacing in individual plants was
also doubled．As a rule，the trend of spatial distribution depends 01 the telative density of the
colony．The field intensity of the marginal rOWS has been increased to the level of the inside
rows because of the marginal effect．so that the field intensity of the whole colony appear a
large convexe with an approximate flat top．
Key words：ecological field，spring wheat，marginal effect．semi—arid
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