光强和土壤水分对入侵植物加拿大一枝黄花生理、克隆生长与入侵的影响-生态学专业论文.docxVIP

PAGE PAGE IV 摘 要 光强和土壤水分对入侵植物加拿大一枝黄花生理、克隆生长 与入侵的影响 摘 要 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)原产于北美，20 世纪 30 年代中期作为 花卉植物引入我国，现在是我国华东、东南以及华中地区的一种常见的外来入侵 物种，并有进一步蔓延的趋势。对该外来物种进行不同生态因子下的生理生态学 研究，对于预测他们在我国分布的潜在范围和生境特点有实践意义，了解其在逆 境条件下的生理适应特征，对于综合治理该外来杂草可提供科学依据。本文利用 生理生态学的研究方法，控制两种重要的生态因子—光和水分，研究了加拿大一 枝黄花在不同的光照强度和土壤含水量下的个体生长与克隆生长、光合作用、资 源分配等特征。主要结果如下： 1．对光强的响应 （1）随着光照强度的减弱，加拿大一枝黄花叶片的 Chla、Chlb 和 Chl(a+b)均上 升，Chla/Chlb 下降，加拿大一枝黄花叶片净光合速率（Pn）、最大净光合速率 （Pmax）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）和表观量子效率（AQY）、光合 速率日变化等指标均下降，但 Pn、Pmax 和 LSP 在高光照（lx：50 000）和中光 照（lx: 30 000）之间差异不显著，只在中光照与低光照（lx：10 000）、低光照与 弱光照（lx: 2 500）之间差异显著。4 种光强处理下叶片的初始荧光（Fo）、光系 统Ⅱ实际光化学效率（￠PSⅡ）、光系统Ⅱ最大光能转化效率（Fv/Fm）日变化 曲线相似，高光强下的 Fo、￠PSⅡ和 Fv/Fm 均小于中、低和弱光强下的。加拿 大一枝黄花主要适应于高光照生境，在强光下有自我保护机制；通过提高叶绿素 含量和降低 Chla/Chlb 来适应光照强度的减弱；在光照较弱的郁闭度高的生境中 光合作用受抑，但能适应较广的光照变化范围（lx 50 000－lx 10 000）。说明加拿 大一枝黄花能适应较大的光强幅度，同时对低、弱光强有一定的抗逆性。 （2）生长在高、中光强下的加拿大一枝黄花植株正常生长，表现为克隆生长主 要指标在高、中光照条件下都没有明显改变，入侵性强；生长于低、弱光强下的 光强和土壤水分对入侵植物加拿大一枝黄花生理、克隆生长与入侵的影响 植株生长不良，表现为植株矮小、茎秆细弱，植株克隆生长明显受到抑制，克隆 分株数、根茎数、分枝强度、根茎平均长度、根茎直径均显著降低，但低光强下 生长的植株尚能完成整个生活史，弱光强下的则只进行营养生长，不能进行生殖 生长。生长在高、中光强下的总生物量、地下部分生物量明显增多，低、弱光强 处理下的叶生物量比显著增加。表明加拿大一枝黄花的生长特征、克隆生长特征 与光合特征的适应趋势一致，最适应于高、中光强，而且能通过克隆生长和生物 量分配的可塑性来适应较大幅度的光照变化。但是，在严重遮阴下加拿大一枝黄 花的生长明显受抑，说明该入侵植物不易入侵到密林等光照强度比较弱的生境。 2．对土壤水分的响应 随着土壤相对含水量的增高，加拿大一枝黄花的株高、叶长、叶宽、基径、 生物量积累、克隆分株数、一级根茎数、一级根茎平均长度、二级和三级根茎数、 所有根茎的总长、分枝强度、根茎直径等生长指标和克隆生长指标均增加，但在 土壤相对含水量为 100%与 80%条件下以上指标差别不大。综合以上指标分析表 明在土壤相对含水量为 100%、80%条件下植株生长状况最好，入侵性最强，土 壤含水量较多的条件对其生长最为有利；在一定的干旱胁迫处理下（土壤相对含 水量为 60%），加拿大一枝黄花仍能正常的进行营养生长、生殖生长和克隆生长， 并具有一定的入侵性；在严重干旱胁迫条件下（土壤相对含水量为 40%），加拿 大一枝黄花的生长严重受到抑制，表现为在整个试验阶段生长几乎停滞不前，但 仍能维持生命的存活，表明其对严重干旱有很强的抗逆性，在此条件下，加拿大 一枝黄花将更多的生物量分配到根部，其次是叶部，这可能是对干旱胁迫下的一 种生态策略和可塑性。 从光合生理指标上来看，在干旱（土壤相对含水量为 60%）和严重干旱（土 壤相对含水量为 40%）胁迫下，光合色素含量、最大净光合速率（Pmax）、光饱 和点(LSP)、表观量子效率（AQY）光合速率日变化等指标均显著降低，以上指 标在土壤相对含水量为 100%与 80%条件下以上指标没有明显改变，这与生长指 标相对应。因此，加拿大一枝黄花在土壤含水量较高的生镜中最适宜生长，同时 又具备一定的抗旱性，在严重干旱情况下仍能维持生命，表现了其强大的抗逆性， 在极端的生态环境中依然能够生存，是其成为入侵杂草的主要原因之一。 关键词：光强，土壤含水量，生理生态，入侵机制 ABSTRACT Effects of soil water conten