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《成都理工大学》 2017年
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增温加氮下加拿大一枝黄花生长发育特征比较

彭扬  
【摘要】:工业革命以来,人类活动的急剧增强促使全球变化逐渐加快。全球变化正受到人们越来越多的关注,其中气候变暖和大气氮沉降正深刻影响着各种有机体的新陈代谢,从不同的时空尺度对人类赖以生存的地球生态环境产生了深刻影响。全球变化可能会加剧外来植物的入侵风险,入侵植物一般都有较宽的生理生态耐受性或可塑性,微小的温度变化和土壤可利用性氮含量变化都可能给它们带来巨大的竞争优势。加拿大一枝黄花是一种世界性的入侵植物,原产于北美,现分布于我国东南部沿海各省,并呈现出向内陆进一步扩散的趋势。加拿大一枝黄花具有极强的繁殖能力,在其入侵地可形成单优种群落,影响生态系统内各功能群之间的联系,破坏生态系统结构和功能,威胁生物多样性。国内外对加拿大一枝黄花的研究仅限于其克隆繁殖特征、化感作用以及与土壤及土壤微生物的相互作用等方面,而国内外学者对全球变化背景下加拿大一枝黄花入侵性的变化还鲜有研究。本研究通过“微宇宙”方法创建人工群落,栽种来自北美和中国两种来源的加拿大一枝黄花。实验采用红外线加热模拟气候变暖,增温幅度为2℃;通过人工施加硝酸铵模拟大气氮沉降,加氮剂量为4 g m-2 yr-1。通过为期5年的实验,获取了植物叶性状、生长和资源分配特征及物候等不同指标,研究了两种不同来源的加拿大一枝黄花在增温和加氮条件下其入侵性的变化。研究主要结论如下:1、与北美来源的加拿大一枝黄花相比,中国来源的植株具有更小的叶干物质含量、比叶重及叶绿素含量,但叶寿命稍有偏大;增温后加拿大一枝黄花的叶干物质含量与比叶重变小,叶寿命变长,叶绿素含量及叶长生长状况无变化;加氮后加拿大一枝黄花的叶干物质含量与比叶重无变化,但加拿大一枝黄花的叶寿命增长,叶绿素含量提高。增温的影响集中体现在北美来源的加拿大一枝黄花上,中国来源的加拿大一枝黄花展现了对增温更强的适应性;加氮能加强增温对加拿大一枝黄花叶性状的影响。总之,中国来源的加拿大一枝黄花叶片具有更强的获取资源的能力,增温和加氮能提高加拿大一枝黄花叶片获取资源的能力。2、与北美来源的加拿大一枝黄花相比,中国来源的加拿大一枝黄花株高更高,株高与基茎的线性关系斜率更大,同时两者分蘖数无差异;增温后加拿大一枝黄花分蘖数显著增多,株高出现了小幅下降,株高与基茎的线性关系斜率无变化;加氮后加拿大一枝黄花株高增大,分蘖数增多,株高与基茎的线性关系斜率无变化;加拿大一枝黄花生长与增殖能力随当地气候发生了显著的年际变化。加氮对加拿大一枝黄花株高影响集中体现在北美来源的加拿大一枝黄花上,同时也受各年气候的影响。总之,中国来源的加拿大一枝黄花具有更强的生长和增殖的能力,增温和加氮能提高加拿大一枝黄花生长和增殖的能力,但其影响受当年气候一定的限制。3、中国来源的加拿大一枝黄花各物候期显著晚于北美来源的加拿大一枝黄花;总体上看,增温和加氮不影响加拿大一枝黄花的物候期;加拿大一枝黄花各物候期随年际变化出现了较大的波动,但随实验时间的持续,两种来源的加拿大一枝黄花物候期差距有缩短的趋势。增温和加氮对加拿大一枝黄花各物候期的影响随各年的气候特征变化而变化,北美来源的加拿大一枝黄花响应更大。总之,中国来源的加拿大一枝黄花各物候期晚于北美来源的加拿大一枝黄花,相对于气候年际变化,增温2℃和加氮4 g m-2 yr-1还不足以影响加拿大一枝黄花各物候期,但就物候期来说,中国来源的加拿大一枝黄花对气候变化波动的适应能力更强。综上所述,增温和加氮能提高加拿大一枝黄花的入侵性;中国来源的加拿大一枝黄花已表现出很强的入侵性和对环境的适应能力,北美来源的加拿大一枝黄花的入侵性随年份累积有增加的趋势。未来的气候变暖和大气氮沉降很有可能加剧加拿大一枝黄花的入侵。
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:Q945

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