克隆植物在诸多生态行为方面所具有的区别于一般非克隆植物的很多特性,均与克隆植物内部生理整合作用的机制、格局和过程密切相关。本项目选择具有复杂而独特的形态结构特征和巨大的生产应用价值的克隆植物结缕草为主要研究对象,拟在深入分析其维管结构特征、克隆内的源汇分布格局以及不同资源在维管系统内的传输规律的基础上,力图全面揭示其生理整合作用的基本特征,并进一步探索多个生理整合单位(IPU)在结缕草克隆内组装集成的方式和协调运作的途径,及其在不同环境和资源状态下生态行为的动态规律和调控机制。这一研究不仅在克隆植物生态学研究领域内具有重要的理论意义,而且对于生产经营实践亦将具有重要的指导价值。
结缕草克隆植株各等级之间以及各相应构件器官之间存在接力式生长发育格局,并具有明显的生态适应意义。结缕草植株体内养分资源生理整合的格局与维管解剖构造密切相关。通过以H218O、13CO2、15NH4+和15NO3为示踪剂研究了克隆植物对于水分、CO2和土壤氮素资源的响应与整合的格局、过程与机理,揭示出了克隆植物形态和生理可塑性特征、资源的双向传输途径、分株发育阶段对资源整合的影响,并探讨了生理整合单位在克隆植株内的集成方式以及不同克隆等级之间生理整合作用的分异特征。资源整合更容易发生在摄取资源的分株所在的分枝等级上,而在不同分枝等级之间的整合效应较弱。这一生理整合格局对于其生态行为方式产生了重要影响。整合条件下结缕草克隆植株对土壤氮素的空间异质性格局的生态响应随生境土壤氮素资源总量的变化而发生分异。