模擬增溫對(duì)菊科2種入侵植物繁殖生態(tài)學(xué)及光合特性的影響.pdf

1、以全球氣候變暖為主要特征的全球氣候變化正在并持續(xù)對(duì)全球的生態(tài)系統(tǒng)及生物多樣性帶來(lái)負(fù)面或潛在的影響，成為人類(lèi)生存和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，引發(fā)了人類(lèi)社會(huì)的廣泛關(guān)注。全球氣候變暖和生物入侵是影響生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能的2個(gè)重要因素。本文以菊科入侵植物加拿大一枝黃花（S.Canadensis）、大狼把草（B.frondosa）和土著植物多裂翅果菊（P.laciniata）為研究對(duì)象，采用開(kāi)頂式增溫生長(zhǎng)室模擬增溫方法，研究了溫度升高對(duì)

2、菊科入侵種和土著種的生長(zhǎng)特征、生物量分配、開(kāi)花物候和光合特性，以及對(duì)入侵植物入侵性的影響，以期為外來(lái)入侵植物的管理和防控提供理論和實(shí)踐依據(jù)，主要研究結(jié)論如下:
　　1)模擬增溫處理對(duì)入侵植物和土著植物的生長(zhǎng)、物質(zhì)積累及其其分配具有顯著影響，增溫處理對(duì)3種植物的生長(zhǎng)均有顯著影響。與對(duì)照相比，增溫處理下加拿大一枝黃花、大狼把草和多裂翅果菊的株高生長(zhǎng)分別顯著增加了10.71％、12.51％和8.44％。增溫后，入侵植物加拿大一枝黃花、大

3、狼把草的葉片數(shù)量顯著下降，但多裂翅果菊的葉片數(shù)量無(wú)顯著變化。模擬增溫對(duì)3種植物生物量分配均有影響，但在物種之間存在差異。其中，增溫顯著增加了加拿大一枝黃花的根、莖生物量和總生物量，降低了葉生物量，對(duì)、花序生物量無(wú)顯著影響，且使其生物量顯著增加了向根和莖器官的投入而降低向葉的生物量分配，增加了根葉比。模擬增溫顯著增加了大狼把草莖、花序、總生物量，降低了葉生物量，對(duì)根生物量無(wú)顯著影響，同時(shí)生物量分配格局改變，使其生物量顯著增加了向莖和花序器

4、官的投入而降低了葉生物量，增加根葉比。增溫顯著促進(jìn)了土著種多裂翅果菊生物量分配到莖器官的生物量增加，但降低了分配到根和花序的生物量，降低了根冠比。增溫顯著促進(jìn)了3種植物株高的生長(zhǎng)，其響應(yīng)表現(xiàn)為大狼把草＞加拿大一枝黃花＞多裂翅果菊，與土著種相比，增溫更有利于外來(lái)入侵植物的生物量累積，其生物量分配模式都更有利于其入侵。
　　2)溫度升高使入侵植物加拿大一枝黃花的始花期、開(kāi)花高峰期顯著提前，終花期推遲，從而延長(zhǎng)了其花期持續(xù)時(shí)間，顯著增加

5、了其開(kāi)花同步性指數(shù)，種子千粒重和萌發(fā)率，但對(duì)花序數(shù)、相對(duì)開(kāi)花強(qiáng)度和種子大小無(wú)顯著影響。增溫使入侵植物大狼把草極顯著提前了始花期、顯著提前開(kāi)花高峰期，但對(duì)其終花期無(wú)顯著影響，也延長(zhǎng)了花期持續(xù)時(shí)間，開(kāi)花同步性指數(shù)和花序數(shù)也顯著增加，同時(shí)增加了其種子大小及質(zhì)量，而對(duì)相對(duì)開(kāi)花強(qiáng)度則無(wú)顯著影響;但模擬增溫未能使土著植物多裂翅果菊的始花期顯著提前，卻顯著提前開(kāi)花高峰日和終花期，縮短了花期持續(xù)時(shí)間，降低了開(kāi)花同步性指數(shù)和花序數(shù)，對(duì)相對(duì)開(kāi)花強(qiáng)度，種子千

6、粒重與萌發(fā)率均無(wú)顯著影響。這表明，與土著植物相比，增溫增加了其繁殖方面的投資，增強(qiáng)了對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，提高了延續(xù)后代的能力，因此增強(qiáng)了其入侵性。
　　3)增溫處理下，入侵種加拿大一枝黃花的最大凈光合速率（Pmax）顯著升高，凈光合速率曲線隨著光照強(qiáng)度增加也不斷增加，除了光補(bǔ)償點(diǎn)較對(duì)照下降了19.83％外，光響應(yīng)曲線的初始斜率(50％)、飽和光強(qiáng)(24.25％)、葉綠素a(46.8％)、葉綠素b(45％)和總?cè)~綠素含量(46.5％)

7、均較高于對(duì)照，但無(wú)顯著差異;增溫使入侵種大狼把草的最大凈光合速率、飽和光強(qiáng)和光響應(yīng)曲線的初始斜率較對(duì)照分別增加了9.02％，17.31％和50％，光補(bǔ)償點(diǎn)較對(duì)照下降了7.58％，但均差異不顯著(P＞0.05)。使其的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量分別增加了13.08％、6.5％、13.77％，但均無(wú)顯著差異。而土著植物多裂翅果菊的最大凈光合速率（Pmax）顯著下降，光響應(yīng)曲線的初始斜率較對(duì)照分別下降了33.33％，光補(bǔ)償點(diǎn)較對(duì)照增加1

8、6.24％，但差異不顯著（P＞0.05），飽和光強(qiáng)亦無(wú)顯著影響，葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量均較低于對(duì)照，其中總?cè)~綠素含量顯著降低。由此可知，與土著植物多裂翅果菊和入侵植物大狼把草相比，增溫對(duì)加拿大一枝黃花光能利用能力促進(jìn)作用最強(qiáng)。
　　總之，增溫使入侵種加拿大一枝黃花和大狼把草均促進(jìn)了植株生長(zhǎng)和生物量的累積，通過(guò)提前花期，延長(zhǎng)花期持續(xù)時(shí)間，集中開(kāi)花和增加種子的投資，從而增加了繁殖投資，且對(duì)生物量分配投資優(yōu)化配置來(lái)適應(yīng)氣溫升高