[发明专利]基于生态化学计量平衡干扰的化感抑制机制的验证方法

说明书

本发明涉及基于生态化学计量平衡干扰的化感抑制机制的验证方法，属于群落生态学中种间竞争的相关领域。本方法以平衡状态下的虉草生态化学计量特征和生长特性为对照，利用相对变异系数指标，表征不同强度化感作用对虉草生态化学计量平衡的干扰和生长抑制的强度，并通过化感强度、生态化学计量平衡干扰和生长抑制等指标的相关分析，提出了一种可验证基于生态化学计量平衡干扰效应的化感抑制新机制是否存在的方法。

技术领域：

本发明涉及基于生态化学计量平衡干扰的化感抑制机制的验证方法，属于群落生态学中种间竞争的相关领域。

背景技术：

生态化学计量平衡理论是生态化学计量学中解释有关种群动态和群落稳定的重要理论，其中，生态化学计量平衡既包括植物体内碳(C)、氮(N)、磷(P)含量的平衡稳定，又包括C/N、C/P、N/P间比例的平衡稳定。该理论认为维持生态化学计量平衡，生物方可正常生长；反之，生物生长异常，甚至死亡。然而，生物维持其自身生态化学计量平衡的能力是有限的。外部某些环境的变化常诱发植物养分的平衡需求与环境供给间错配，进而通过干扰植物生态化学计量平衡，抑制其正常生长，甚至导致该种群的退化。

对于化感受体植物而言，化感植物对其的化感作用事实上就是一种外界环境的变化，同时研究还发现，某些化感植物常通过释放的酚酸类化感物质，限制受体植物对N或P的吸收。因此，有理由认为，这些化感植物可以通过化感物质释放→限制受体植物的养分吸收→诱发受体植物养分错配→干扰受体植物生态化学计量平衡→抑制受体植物生长，即化感作用或许通过干扰受体植物的生态化学计量平衡而抑制其生长。若果真如此，它将揭示化感抑制的一个新机制。那么，利用什么方法及实验材料可验证这一机制是否存在呢？

虉草和芦苇同为极具竞争力的根茎类禾本科克隆植物，常分布于各类自然湿地，形成单一的虉草群落或芦苇群落。但有研究显示，在长江中下游的滨江湿地植被演替过程中，常呈现出虉草群落→虉草-芦苇群落→芦苇群落的演替序列，即在此过程中，芦苇种群可通过种间竞争替代虉草种群。而进一步研究发现，芦苇正是通过酚酸类化感物质的释放抑制虉草的生长，进而实现对虉草种群的替代。因此，本发明将选择芦苇这一强化感植物为化感供体植物，虉草为化感受体植物，验证基于生态化学计量平衡干扰效应的化感抑制新机制是否确实存在。即本技术将提供一种基于生态化学计量平衡干扰的化感抑制机制的验证方法。

发明内容：

技术问题：本发明将通过测试共存状态下虉草-芦苇群落内的芦苇酚酸类化感物质的释放及其对虉草生态化学计量平衡的干扰和生长抑制，验证基于生态化学计量平衡干扰效应的化感抑制新机制是否确实存在。因此，本技术方法的提供将对化感抑制新理论的探索具有重要的推动作用。

技术方案：为实现以上目的，本发明将按照下述步骤进行：

(1)样地选择

首先，于长江中下游滨江湿地虉草芦苇共存区域内，按照芦苇密度由低到高，设置2-3个具有明显密度梯度的样地，分别代表样地内虉草承受化感强度由弱到强。然后，在单一虉草群落内，选择一样地作为无化感作用的对照。每个样地内设3个面积为1m²的样方，代表3次重复。

(2)指标测定

测定时间选择在4月下旬，此时虉草和芦苇均处于生长旺盛期，化感作用最为明显。测定指标主要包括化感供体释放到土壤中的酚酸类化感物质含量、化感受体植物叶片的有机C、N、P的含量及其地上部分单株生物量。

虉草叶片C、N、P的含量测定：在每个样方内取5-7株长势一致的虉草植株，自上而下采集3-5片展开叶，带回实验室，测量其叶片的C、N、P含量。其中，有机C、全N、全P分别采用重铬酸钾氧化-分光光度法、凯氏定氮法和碱熔-钼锑抗分光光度法测量。

生物量测定：在每个样方另选8-10株长势均匀的虉草，收割地上部分称其鲜重，然后取每株均值。这样便得到不同化感强度下生长的虉草单株地上部分生物量。