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林业有害植物薇甘菊入侵特性的研究

张衷华  
【摘要】:薇甘菊是世界性的入侵植物,也是我国公认的最有危害性的林业有害植物之一,对其入侵特性的研究能为生物入侵的早期预测、防治和限制其传播提供理论依据,使得这疗面的系统研究已经成为当务之急。基于此,本项研究采用室内和室外相结合的方式,对薇甘菊入侵可能产生贡献的有关特性进行了探讨,主要集中在薇甘菊的蔓延、定居、生长、繁殖、传播和生活史型等方面。主要结论如下: 1)定居特性及传播途径。通过解剖学年龄研究表明,深圳湾薇甘菊的蔓延是伴随着当地建筑业的发展而发展的。进一步的微生境研究表明,薇甘菊并不是红树林区首要的先锋植物,填海造田、海水退去后原红树林生长区的土壤pH值为4.6,土壤紧实度小于35kPa时并没有薇甘菊生长,当土壤pH值为5.6和土壤紧实度5cm处大于70kPa时才开始有分布,即在土壤环境改善后,薇甘菊能迅速占领生境,形成优势,完成定居过程进而形成危害。 2)光合生长特征。薇甘菊的非同化器官在较强的光合能力,茎单位SPAD下实际光化学量子效率是叶的3倍,而单位SPAD下茎的最大电子传递速率是叶的2.3倍,达到4.5μmolphotons·m~2·s~(-1)·SPAD~(-1);薇甘菊的花处于花蕾期时存在正的净光合速率,最大可达37μmol·kg DW·s~(-1)。叶片平均净光合速率和电子传递速率分别为9.98μmol·m~(-2)·s~(-1)和80.17μmol photons·m~(-2)·s~(-1),相对于本地植物没有明显的优势,但薇甘菊整个植株所具有C_3(叶片)-C_4(茎、叶柄、叶脉等非同化器官)两种混合光合途径,使得这一杂草具有更强的适应性,而且,较其它器官茎内更偏向于酸性,这种酸性的内环境有利于细胞的快速分裂和生长。这些光合生长特征对于其快速入侵具有重要的意义。 3)繁殖与传播特征。薇甘菊花粉与胚珠的数量比为3410∶1,而当地对照种金光菊为8160∶1,表明薇甘菊的花粉和柱头能够很好镶嵌,减少了花粉的损失,降低了生殖成本:薇甘菊种子较轻,且带有冠毛,具有多种传播方式,有利于薇甘菊的种子快速传播;这种低生殖成本特征和多样化传播方式对于其快速繁殖和传播具有积极意义。 4)动态生活史型及智能适应特征。薇甘菊生活史型研究结果显示,无论S型、V型、C型,还是各种过渡类型,薇甘菊的营养生长都占有较大的比例,表现为薇甘菊强烈地进行高生长,形成攀援,通过遮挡和覆盖本地植物形成危害;而且薇甘菊茎端具有光信号进行识别、感应支持物存在能力,根系具有水分和营养条件识别能力,这些智能行为和动态生活史型特征使得薇甘菊整个形态向着有利的条件调整,保证了其在群落中的竞争优势。


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