外來(lái)植物春一年蓬入侵生物學(xué)研究.pdf

1、外來(lái)植物春一年蓬(Erigeron philadelphicus)是我國(guó)境內(nèi)的新入侵植物，在上海郊區(qū)已普遍分布，局部區(qū)域形成危害。為有效地預(yù)測(cè)該外來(lái)植物的入侵潛力和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，本文從種群和群落生態(tài)學(xué)、抗逆生理學(xué)、繁殖生物學(xué)、根系特點(diǎn)和化學(xué)防治等方面，研究了春一年蓬的入侵生物學(xué)問(wèn)題。主要研究結(jié)果如下： (1)野外調(diào)查了上海市郊261個(gè)樣地早春雜草的生態(tài)重要值，共計(jì)出現(xiàn)106種雜草，計(jì)測(cè)了其中84種主要雜草的生態(tài)位寬度和生態(tài)位重疊值

2、。以生態(tài)位重疊值為指標(biāo)，采用主坐標(biāo)排序法對(duì)84種主要雜草的生態(tài)位重疊關(guān)系進(jìn)行了二維排序，并分析了春一年蓬與主要伴生種的生態(tài)位重疊關(guān)系。結(jié)果表明：①春一年蓬的生態(tài)位寬度為0.1768，比春一年蓬生態(tài)位寬的伴生雜草有豬殃殃Galiumaparina (0.4419)、加拿大一枝黃花Solidago canadensis(0.3413)、刺果毛莨Ranunculus muricatus(0.3362)、野胡蘿卜Daucus carota(0.

3、2997)、大巢菜viciasativa(0.2974)、澤漆Euphorbia beliocopia(O.2970)、薺菜Capsella bursa-pastoris(0.2923)、野塘蒿Conyza bonarinisis(0.2780)、波斯婆婆納Veronica persica(0.2556)、葎草Humulus scandens(0.2361)、野老鸛草Geranium carolinianum(0.2360)、鵝觀草Ro

4、egneria tsukushiense(0.1997)和羊蹄Rumex japonicus(0.1906)等，看麥娘Alopecurus aequals(0.1776)、蚊母草Voronica peregrina(0.1669)與春一年蓬的相近，續(xù)斷菊Sonchus asper(0.1598)、苦苣菜Sonchusoleraceus(0.1485)、通泉草Mazus pumilus(0.1450)和牛繁縷Stellaria uligi

5、nosa(0.1393)的生態(tài)位寬度比春一年蓬的要小，這20種雜草也是本地區(qū)生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)，危害相對(duì)較重的雜草種類。②與春一年蓬生態(tài)位重疊較大的有：續(xù)斷菊(0.501)、羊蹄(0.480)、野塘蒿(0.471)、野老鸛草(0.356)、蔊菜(0.347)、看麥娘(O.327)和加拿大一枝黃花(0.318)等雜草。③從春一年蓬與其他主要早春雜草生態(tài)分布相似性的CCA排序圖上可以看出，春一年蓬與上述菊科外來(lái)雜草位于排序圖相近的區(qū)域，這說(shuō)明菊科

6、雜草在入侵生境方面的極大相似性，分布于較為干旱、人為干擾強(qiáng)的空闊地帶。 (2)測(cè)定了不同環(huán)境脅迫下?tīng)I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)期春一年蓬的膜相對(duì)透性、葉綠素、丙二醛、游離脯氨酸和可溶性糖的含量以及過(guò)氧化物酶的活力。與5℃和22℃處理相比，35℃處理的春一年蓬植株的膜相對(duì)透性、丙二醛含量、脯氨酸含量最高。用pH 7的溶液處理的春一年蓬植株，其體內(nèi)的膜相對(duì)透性，丙二醛、游離脯氨酸和可溶性糖含量要低于用pH10或pH4的溶液處理的植株。隨著其生長(zhǎng)環(huán)境

7、中NaCL含量的增加，丙二醛、游離脯氨酸和可溶性糖的含量以及膜相對(duì)透性也相應(yīng)地增加。而且，膜相對(duì)透性和丙二醛含量與土壤NaCL含量呈明顯的正相關(guān)。春一年蓬葉片組織內(nèi)含水量附著土壤環(huán)境中的含水量的下降而減少，這導(dǎo)致了其丙二醛、可溶性糖和游離脯氨酸和膜相對(duì)透性的增加。也就是說(shuō)，干旱脅迫導(dǎo)致了春一年蓬產(chǎn)生更多的丙二醛、可溶性糖和游離脯氨酸。以上結(jié)果可以得出以下結(jié)論：①與高溫環(huán)境(35℃)相比，春一年蓬更適合于生長(zhǎng)于低溫(5℃)的環(huán)境；②中生或

8、濕性環(huán)境適合于春一年蓬生長(zhǎng)，過(guò)酸(PH4)或過(guò)堿環(huán)境(pH10）均會(huì)對(duì)春一年蓬產(chǎn)生有害影響；③春一年蓬對(duì)土壤中的NaCl比較敏感；④春一年蓬具有一定抗旱能力。 (3)通過(guò)種子萌發(fā)、幼苗和幼根生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，初步研究了春一年蓬地上部分水提液、地下部分水提液、地上部分乙醇提液對(duì)4種受體作物油菜、長(zhǎng)梗白菜、番茄、黃瓜的化感作用，同時(shí)采用索氏提取法提取春一年蓬地上和地下部分粗提物并進(jìn)行GC-MS分析。結(jié)果表明：①不同提取方式下的浸提液對(duì)作物

9、種子的最終萌發(fā)率和幼根生長(zhǎng)具有顯著的抑制作用，且隨著溶液濃度的升高抑制作用不斷增強(qiáng)。②不同提取方式下的浸提液對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響表現(xiàn)為低促高抑的雙重效應(yīng)。③春一年蓬地上部分和地下部分粗提物經(jīng)GC-MS分析共鑒定出28種化合物，包括酸、醇、醛、酮、酯、萜等，其中酸、酮、酯、萜類是其主要化感成分。 (4)通過(guò)對(duì)不同采樣點(diǎn)的春一年蓬體內(nèi)的5種重金屬元素含量測(cè)定，發(fā)現(xiàn)不同器官對(duì)重金屬的富集吸收能力有所不同，其中根對(duì)Cu、Cd、Cr的富集能

10、力較強(qiáng)，富集系數(shù)接近或超過(guò)1，莖和葉對(duì)Cu、Cd也有較強(qiáng)的富集能力。不過(guò)春一年蓬對(duì)Pb、Zn的富集能力相對(duì)較弱些，尤其是對(duì)Pb的富集系數(shù)均小于0.50。5種重金屬元素在植物體內(nèi)的平均含量大致遵循根>葉>莖的規(guī)律。 (5)通過(guò)對(duì)春一年蓬的種子有性繁殖指標(biāo)的測(cè)定發(fā)現(xiàn)，春一年蓬的種子千粒重在0.033±0.003g，種子含水量70.573±5.871％。適宜條件下種子一般3d后開(kāi)始大量萌發(fā)，第5d～8d種子萌發(fā)陸續(xù)進(jìn)入高峰期，12d

11、后種子萌發(fā)速率明顯開(kāi)始下降。春一年蓬更適合在中溫(25℃)或稍低溫(10℃～15℃)、中性、低鹽(≤0.02 mo1·L-1)且土壤稍濕潤(rùn)(濕度在30％左右)的環(huán)境下萌發(fā)生長(zhǎng)，種子萌發(fā)率大約為70％。 (6)春一年蓬花粉萌發(fā)最適培養(yǎng)基為：0.5％瓊脂+20％蔗糖+15ppm硼酸+104mol-L-1硝酸鈣，pH為7，在溫度25℃下，花粉萌發(fā)率可達(dá)50％左右。草甘膦、百草枯和消禾3種不同類型的除草劑對(duì)春一年蓬花粉萌發(fā)均具有抑制效

12、應(yīng)，而且都隨著藥劑濃度的升高萌發(fā)率逐漸降低。其中，草甘膦這類內(nèi)吸型除草劑能夠顯著抑制花粉萌發(fā)，其次是白草枯，消禾的抑制效果最差。當(dāng)用體積分?jǐn)?shù)為0.2％的草甘膦藥劑處理種子時(shí)，種子累積萌發(fā)率僅在10％左右，而百草枯、消禾除草劑處理后大約為30％。 根據(jù)以上結(jié)果，可以預(yù)計(jì)春一年蓬會(huì)繼續(xù)向地理和環(huán)境條件與目前擴(kuò)散區(qū)相似的地區(qū)，如湖北、湖南、山東、江蘇、安徽等一帶進(jìn)一步入侵?jǐn)U散。在機(jī)械和化學(xué)防除方面，建議在高溫?zé)o風(fēng)的天氣，噴灑低濃度的