小庭院设计零距离
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5.2 竞争

植物除了能适应环境,发生外在或内在的改变,还会对周围的植物产生影响。当植物聚集在一个空间里,面对有限的生存资源(生长空间、光照、养分、水分等),为了生存下去,必然会使出“浑身解数”。而占领资源要消耗成本,能够以最少的投入换取最大资源的植物,在竞争中将处于优势地位。那么植物在面对竞争时,都有哪些策略呢?

5.2.1 繁殖

占据更大领地就能获取更多资源,所以植物竞争最常用的策略就是繁殖。很多植物都同时具有无性繁殖和有性繁殖两种方式。

无性繁殖:通过营养器官(如根、茎、叶、芽等)进行繁殖,过程中没有受精卵(或合子)的形成。无性繁殖以母体为模板快速进行复制,资源投入少,速度快,可帮助植物快速占领母体周围的空间,比如一片竹林常由一株竹子无性繁殖而来。但无性繁殖后代基因型一致,在面对剧烈环境变化时(比如病虫害爆发)会束手无策,没有可适应新环境的基因型或突变体,导致植物在地区范围内迅速消失。

有性繁殖:通过生殖器官进行繁殖,过程中有受精卵(或合子)发生基因重组形成。有性繁殖形成种子,可借助各种自然力(机械力、风力、水流等)和动物进行更远距离的传播,占领更多领地。有性繁殖过程需要消耗大量营养,但能产生大量变异丰富的后代,占领更大范围的空间,以及形成更为丰富的基因组成来应对不可预知的突如其来的环境变化。

小贴士

从演化角度上看,能利用有限资源产生更多后代、占据更多资源的个体具有生存优势。但从小庭院维护的角度看,自播能力强的植物却是“自私”的。因为它们会排挤其他植物,不能形成和谐景观,且一旦引入就很难清除干净,给庭院管理带来麻烦。但如果庭院面积足够大,这些繁殖能力强的植物能轻易长成一片,反而能减轻维护工作,并形成壮观的景色(表5-4)。

表5-4 繁殖力较强的庭院植物

5.2.2 他感作用

植物虽没有大脑,但彼此却也能够“交流”。最普遍的交流方式是“他感作用”,指由生物体内分泌到体外的化学物质,并对其他物种或本种植物其他个体发生影响的现象。

他感作用:他感作用堪称植物争夺资源过程中的“化学武器战争”。这类“化学武器”会影响其他植物的生长发育,以驱除异己(图5-3)。

图5-3 他感作用示意图

甲之砒霜,乙之蜜糖。他感作用有时还会是“礼物”(表5-5)。已有试验证明,紫罗兰与葡萄一同栽种时,能够增加葡萄叶片的叶绿素含量,促进葡萄枝条的生长;还可以促进葡萄果穗纵径加长,增加果实可溶性糖类的含量,并让葡萄提前着色,提升葡萄果实的品质的同时促进果实成熟。此外,紫罗兰叶片的挥发物对葡萄常见的霜霉病具有抑制作用。

表5-5 提高受体植物风味的植物

自毒作用:有些植物释放的“化学武器”甚至会对同种植物的其他个体产生抑制作用,也称为“自毒作用”。比如桉树栽植密度过高时,会在环境中积累大量自毒物质,抑制桉树幼苗生长;桉树密度较低时,环境中积累的自毒物质少,不足以引起抑制作用,因而植株数量又能回升。自毒作用可以帮助植物种群形成资源利用率最高的种群密度。同时,亲缘关系近的植物易产生相似或相同的自毒物质,也不宜连作。

观赏植物他感作用的研究较少,农作物他感作用研究较深入。利用他感作用原理,某些植物的提取液可制成生物除草剂(表5-6)。

表5-6 植物通过自毒作用和他感作用竞争

5.2.3 生态位

生态位指一个种群在群落中的时空位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。这个概念颇为抽象,但如果把植物的竞争比喻为一场战争,那么“繁殖”策略是采用“人海战术”,“他感作用”是发动“化学武器战争”,而“生态位分化”更像是“三十六计,走为上计”。

植物为了生存下去,不一定非得争出你死我活,最简单的办法其实是避免竞争。资源是有限的,但不同植物对资源需求的数量和形式可以是多样的(图5-4)。

以光照资源为例,热带雨林中对光照需求量多的植物,长到植物群落的上方,享受最充足的光照资源,成为高大的乔木;而苔藓或地衣长得就比较矮,树叶缝隙间漏下来的光照就能满足他们。在乔木和苔藓之间,还会有很多不同高度的小乔木、大灌木、小灌木、草本植物、附生植物、寄生植物、藤本植物等,它们层层叠叠,各自占领一个位置,将光照资源充分利用起来,比较特殊的藤本植物被称为层间植物,这些植物共同形成一个立体的群落结构。再比如说水资源,有些植物对水分需求多,如水生植物;而有些需求较少,如草原上的宿根植物多耐旱。

植物通过占据不同的“生态位”来避免竞争,这种策略也叫作“生态位分化”两个或两个以上生态位相似的物种生活于同一空间时,就会分享或竞争共同的资源,这就是“生态位重叠”。根据“生态位重叠”的原理,在植物群落中,如果一种植物已经占据了一个生态位,那么另一种与它在生态位上相似的外来物种,就很难再进入群落之中;相反,如果这个外来物种具有极其独特的生态位,不与群落内物种的生态位重叠,那么它就很有可能成为群落的侵入物种。

图5-4 月季、千屈菜、荷花的水份需求

注:根据植物对光照和水分需求范围,可在直角坐标系中画出一个“圈”。圈越大,代表这种植物适应环境越宽泛,竞争力越强;圈越小,代表植物适应的环境就越独特。同时,相离的“圈”代表两种植物对资源的需求不同,不存在竞争;相叠的“圈”则说明二者对资源的需求相似,重叠面积越大则二者越可能互为竞争者。

小贴士

植物对于资源的需求不是一个恒定的数值,一般是一个范围。即当环境能够满足某种植物对资源需求的最小值时,这种植物就可以在这个环境中生长。

结语

(1)大自然设计的植物群落总是能够将资源利用最大化。我们在设计花园时要向自然学习,提供足够多的“生态位”,比如营造丰富的地形变化、提供多样的生长环境空间,并尽量避免植物之间的竞争,使不同的植物能够共存,就能使景观自然、富有层次,而且降低管理的成本。

(2)用合适的物种去占领本来属于杂草的“生态位”,那么根据“生态位重叠”的原理,这个群落就不能再为其他杂草提供“生态位”了,可以有效地抑制杂草。生态位理论可以解释很多植物群落的现象,需要植物设计师了解。