在以多年生草本占優(yōu)勢的濕地生態(tài)系統(tǒng)，大多數(shù)克隆植物能產生種子（有性繁殖），但克隆種群的更新和持續(xù)主要依靠芽庫（無性繁殖）。在幼年種群中，由于競爭較弱，種子苗可能對種群更新的貢獻較大，相反，分蘗苗可能對成熟種群更新的貢獻較大，但當前缺乏量化研究。在一個繁殖期內，植物分配到有性繁殖和無性繁殖之間的資源可能存在權衡，但前人得出的結論不同，并且很少在野外得到實證。分布在低程區(qū)的物種，受到洪水干擾的頻率高，可能需要較大的芽庫種群以在干擾后更新地上種群，相反，高程區(qū)的物種芽庫可能較小。受到洪水等干擾后，濕地植物能否通過芽的萌發(fā)有效的更新地上種群？
基于此，洞庭湖濕地生態(tài)研究團隊以洞庭湖優(yōu)勢濕地植物為研究對象，在國家自然科學基金和院領域前沿項目的資助下，通過野外調查、連續(xù)標記和控制實驗等手段，取得了以下階段性進展：
1）在洪水前的第一個生長季（10月到翌年1月），短尖苔草的幼年種群中有13%的地上莖稈來源于種子，而在成熟種群中100%的地上莖稈來源于芽庫。在洪水前的第二個生長季（2月到5月），幼年種群和成熟種群均沒有種子苗產生。結果表明短尖苔草的種子苗更新僅發(fā)生在幼年種群中，成熟種群的遺傳多樣性通過種子苗在幼年階段建立，并通過無性繁殖進行維持。研究結果發(fā)表在Scientific Reports (Deng et al. 2015, 5: e8646. DOI:10.1038/srep08646）。
2) 短尖苔草分配到有性繁殖的生物量和繁殖株的密度在低程區(qū)比在中、高程區(qū)高。相反，分配到根莖芽的生物量和根莖芽的密度在低程區(qū)比在中、高程區(qū)低。冗余分析顯示有性繁殖與土壤含水量、土壤有機質含量、總磷和pH呈正相關，而與高程和分蘗密度呈負相關。結果暗示有肥沃土壤的干擾生境有利于有性繁殖，而穩(wěn)定和競爭生境有利于無性繁殖。短尖苔草沿高程梯度在有性繁殖和無性繁殖之間的權衡可能是適應濕地生境水位波動的一種繁殖策略。相關結果發(fā)表在Scientific Reports（Chen et al. 2015, 5: e 12688 DOI: 10.1038/srep12688）。
3）芽庫密度以分布在低程區(qū)的虉草最大，分布在中程區(qū)的苔草和辣蓼次之，分布在高程區(qū)的荻最小。反映立地水文條件的海拔高程解釋了四個物種芽庫大小變異的85%。四個物種的芽庫密度均在冬季最高，短尖苔草、辣蓼和虉草的芽庫密度在春季萌發(fā)后顯著下降，暗示他們可能對干擾發(fā)生的時間比較敏感。相關結果發(fā)表在Aquatic Botany (Chen et al. 2015, 122: 9-14. DOI:10.1016/j.aquabot.2014.12.006)。
4）占荻芽庫種群88.7%-93.3%的非活動腋芽（inactive axillary buds）不能萌發(fā)?；顒右秆吭?cm沙埋時萌發(fā)率最高，10-20 cm時下降。由于大量的活動腋芽，荻在11月到翌年3月能夠通過地下芽庫萌發(fā)完全替代地上種群。因此，地下芽庫和較強的萌發(fā)能力是荻維持局域種群和定居干擾后新生境的重要因素。該研究通過結合芽庫統(tǒng)計和萌發(fā)實驗為評估克隆植物的更新潛力提供了一種新方法。相關結果發(fā)表在PLOS ONE (Chen et al.2015, 10(3): e012846. DOI: 10.1371/journal.pone.0120846)。
圖1. 冗余分析（RDA）顯示洞庭湖濕地短尖苔草繁殖分配和環(huán)境變量之間的關系
圖2. 洞庭湖濕地四種優(yōu)勢植物的最高芽庫密度和平均海拔之間的關系