植物的種內、種間競爭

葉尚挹++董雯靜

摘要：種內個體間或物種間的相互作用可根據相互作用的機制和影響來分類。物競天擇，適者生存。競爭的存在是生態系統維持平衡的重要條件。競爭的結果是一個有機體影響了另一個有機體的正常生長和發育，這種影響有正面的也有負面。本文從玉米、大豆的種內種間競爭說明植物的種內種間競爭現象。

關鍵詞：種內競爭；種間競爭；密度效應；生物量

種內個體間或物種間的相互作用可根據相互作用的機制和影響來分類。而競爭是存在于種內個體間和物種間的一種相互作用。它是指兩個或兩個以上有機體在所需的環境資源或能量不足的情況下，或因某種必需的環境受限制，或因空間不夠而發生的相互關系[1]，導致適合度下降。競爭的結果是一個有機體影響了另一個有機體的正常生長和發育，這種影響可以是正面的也可以是負面的。達爾文的“自然選擇，生存競爭，優勝劣汰”理論就很好說明了這種相互作用。

1種內競爭

1.1材料與方法

植物種群內個體間的競爭，主要表現為個體間的密度效應，反映在個體產量和死亡率上。本實驗研究種內競爭過程選擇玉米種子，分別以低、中、高三種密度進行單獨栽培。低密度組播種玉米10顆，發芽后留下6株；中密度組播種玉米20顆，發芽后留下12株；高密度組播種玉米36顆，發芽后留下24株。低密度組密度為6株/0.01m-2，中密度組12株/0.01m-2，高密度組24株/0.01m-2。每組重復一個實驗，培養22天后收獲，在不損壞植物的前提下，仔細地洗去表面泥土，分組測量株高和根長并記錄，后曬至干癟，置于烘箱烘干再稱重，計算每個個體的平均干物質量即生物量。以株高、根長、生物量為指標，進行競爭結果的比較。

1.2結果與分析

1.2.1密度效應的特殊規律

植株的密度效應還有兩個特殊的規律，最后產量恒值法則和-3/2自疏法則。最后產值法則表現為，不管初始播種密度如何，在一定范圍內，當條件相同時，植物的最后產量差不多總是一樣的[2]。公式如下：Y= ×d=Ki。它出現的原因是，在高密度情況下，植株意見資源的競爭十分激烈，在資源有限時，植株的生長率降低，個體變小。但是，在密度很低的情況下總產量隨播種密度增加而增加。本實驗就是這種情況。另一個法則是-3/2自疏法則。即隨著播種密度的提高，種內競爭不僅影響到植株生長發育的速度，也影響到植株的存活率。公式如下 =C×d -3/2。

1.2.2玉米的各項指標

在發育初期，各組植物間沒有表現出較大的區別，中密度組首先有玉米發芽。生長到第7天時，各組幼苗長勢均良好，出土2-3cm。等到第9天時，競爭現象開始出現并變得明顯，低密度組的植株高度超出高密度組，中密度組居中。

圖1 玉米的生長狀況與種內密度的關系

等到培養22天收獲時，從圖1結果可以看出，玉米的長勢：低密度組優于中密度組，中密度組優于高密度組，尤其在株高和根長上，現象更加明顯，即說明密度效應對植株個體大小也有一定影響。植株種植密度高時，種內競爭壓力大，資源緊張，表現為抑制植株的生長。

2種間競爭

2.1材料與方法

本實驗研究種內競爭過程選擇玉米種子和大豆種子，以中密度方式播種（20顆/盆，即10顆大豆，10顆玉米），發芽后各留6顆。競爭狀態分別為地下部分競爭、地上部分競爭和全方位競爭。每組重復一個實驗，培養24天收獲，后續處理與種內競爭相同。

2.2結果與分析

2.2.1大豆的各項指標

從圖2結果分析，單從大豆這個物種來看，以每個個體的生物量作為指標進行競爭結果的比較，地上競爭比地下競爭激烈，全方位競爭更激烈。競爭的激烈程度與消耗的物質或能量有直接關系，競爭越激烈，消耗的物質越多，導致平均生物量小。但是，株高與根長，不同組間相差較大，可能是因為環境沒有控制好，導致結果有誤差。沒有與生物量一樣的趨勢。

2.2.2玉米的各項指標

從玉米這個物種來看，生物量也表現為地下競爭大于地上競爭大于全方位競爭。根長也有這個趨勢。但株高趨勢不明顯。說明，玉米葉表現為地上競爭比地下競爭激烈，全方位競爭更激烈。

2.2.3大豆和玉米的相互作用

既然研究的是植物種間競爭的影響，那么將玉米這個物種和大豆這個物質結合起來，會發現，在玉米和大豆同時存在時，玉米表現出的競爭能力更強，對資源利用更好，生長比較好。

將種內競爭中密度組的玉米與種間競爭相比，發現有大豆存在時玉米各項指標反而更好，從實驗誤差考慮，可能是由于種內競爭與種間競爭分別在兩個地方培養，或者由于兩個實驗所使用的土壤不是同一片土地的土壤，肥力有所不同，培養條件不同，導致兩個實驗不存在可比性。但是，分析這個體系后，猜想是否由于大豆的存在會給玉米帶來良好效應。從農業應用上看，間套作模式利用不同物種在空間分布和養分需求等方面的優勢互補，

使間套作系統能更有效的利用各種生長因子來獲得產量優勢。尤其是禾本科與豆科 間套作，禾本科作物的間套作優勢十分明顯，產量和氮素吸收量往往比其在單作條件下 提高很多[3]。

2.2.4不同部位競爭的影響

植物的根從土壤中吸收水分和無機鹽，葉片進行光合作用。當植物單獨培養時不存在競爭，此時生物量最大，當植物根葉同時競爭時，此時植物的增量最小，由于植物干重的增加主要來源于光合作用凈合成的有機物，根吸收的無機鹽使植物增重微不足道，因此，上部葉片的競爭比根間的競爭使植物增重小得多。

3總結

物競天擇，適者生存。競爭的存在是生態系統維持平衡的重要條件。物種間的競爭是自然界的留下來的一種叢林法則。研究好物種間的競爭對自然的發展也是有更大的好處的。并能把這樣的規律運用到生活應用中。

參考文獻：

[1]鄒春靜，徐文鐸. 沙地云杉種內、種間競爭的研究[J]. 植物生態學報，1998，（03）：78-83.

[2]牛翠娟.基礎生態學[M].北京：高等教育出版社， 2015：114-143

[3]雍太文，楊文鈺，向達兵，陳小容，萬燕.小麥/玉米/大豆套作的產量、氮營養表現及其種間競爭力的評定[J]. 草業學報，2012，21（1）：50-58