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《河北大学》 2004年
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三种入侵植物的它感作用和对光环境的适应

王俊峰  
【摘要】:外来植物入侵是严重的环境问题也是生态学研究的热点。为了找到一些与入侵性有关的生物学特性,研究了西双版纳常见的5种菊科植物——紫茎泽兰(入侵性强)、飞机草(入侵性强)、兰花菊三七(入侵性弱)、胜红蓟和鬼针草(外来非入侵种)的它感效应,以及紫茎泽兰、飞机草和兰花菊三七对生长光强(100%、50%、36%、12.5%、4.5%相对光强)的形态学、生理学适应。结果表明: 飞机草、兰花菊三七、鬼针草和胜红蓟从幼苗期开始,分别与紫茎泽兰混种四个月后,它们的植株形态、保护酶活性、最大净光合速率(P_(max))均未受到紫茎泽兰它感作用的影响。通过它感作用,飞机草能抑制紫茎泽兰地茎加粗,胜红蓟减少它的叶片数,兰花菊三七降低它的抗坏血酸过氧化物酶活性。紫茎泽兰的很多参数只受群落中光强的影响。 紫茎泽兰、飞机草和兰花菊三七对强光(100%相对光强)的适应策略有相同之处:强光下比叶面积(SLA)、平均单叶面积、叶面积比和叶根比较小,小而厚的叶片利于散热和减少蒸腾,并能提高P_(max)以增加光能利用;强光下,它们日间热耗散和呼吸速率增大,这能有效的消耗过剩光能;另外,高光强下它们单位面积叶绿素含量减少而叶片氮元素投入到羧化系统的比例很高,这有利于加速激发电子从光合作用光反应向暗反应的流动。另一方面,它们对强光的适应也有差别:强光下,紫茎泽兰叶生物量比(LMR)、叶重分数(LMF)和叶面积指数(LAI)较高、支持结构生物量比(SBR)较低,造成强光下紫茎泽兰叶片自遮荫严重;而兰花菊三七LMR、LMF和LAI较低,SBR较高且分枝较多,从而避免了叶片自 河北人学理学硕上学位论文 遮荫。这都对它们的入侵性有利。强光下,飞机草和兰花菊三七初始荧光降低, 叶绿素a、b比升高,暗示它们可能通过调整捕光色素复合体在两个光合反应中心 间的分布来分配能量。与紫茎泽兰和飞机草相比,兰花菊三七在高光环境中的单 位面积净同化速率、Pma:和氮利用效率高,说明兰花菊三七在叶片水平对光环境 的适应能力强于紫茎泽兰和飞机草。 随着光强的减弱,紫茎泽兰和兰花菊三七都增加高度以截获更多光能,但紫 茎泽兰根生物量比(RMR)降低、SBR增大,而兰花菊三七RMR增大、SBR降 低。紫茎泽兰的生物量分配策略更好的反应了弱光环境中的资源变化情况。飞机 草生物量分配对光强变化的可塑性远小于另外两种,这可能与其地域分布的有关。 低光强下(36%,12.5%相对光强),紫茎泽兰、飞机草和兰花菊三七主要通过改 变叶片形态、提高单.位干重叶绿素含量、大幅减弱甚至停止日间热耗散、增大光 合系统H非环式电子传递效率等方法增加光能吸收,维持生长,且它们的热耗散 能力和潜在呼吸速率.都较高,这有利于适应剧烈的光强变化。4.5%光强下兰花菊 三七不能存活,而紫茎泽兰和飞机草能够维持生长,这表明兰花菊三七对弱光的 适应能力不如紫茎泽兰和飞机草强。 总之,研究条件下它感作用可能与紫茎泽兰的入侵性无关;入侵植物都能适 应强光环境,而强入侵性的植物必须能长期有效的适应弱光环境。
【学位授予单位】:河北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:Q948

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