光強和土壤水分對入侵植物加拿大一枝黃花生理、克隆生長與入侵的影響.pdf

1、加拿大一枝黃花(Solidago canadensis)原產(chǎn)于北美,20世紀30年代中期作為花卉植物引入我國,現(xiàn)在是我國華東、東南以及華中地區(qū)的一種常見的外來入侵物種,并有進一步蔓延的趨勢。對該外來物種進行不同生態(tài)因子下的生理生態(tài)學(xué)研究,對于預(yù)測他們在我國分布的潛在范圍和生境特點有實踐意義,了解其在逆境條件下的生理適應(yīng)特征,對于綜合治理該外來雜草可提供科學(xué)依據(jù)。本文利用生理生態(tài)學(xué)的研究方法,控制兩種重要的生態(tài)因子—光和水分,研究了加拿大

2、一枝黃花在不同的光照強度和土壤含水量下的個體生長與克隆生長、光合作用、資源分配等特征。主要結(jié)果如下:
　　1.對光強的響應(yīng)(1)隨著光照強度的減弱,加拿大一枝黃花葉片的Chla、Chlb和Chl(a+b)均上升,Chla/Chlb下降,加拿大一枝黃花葉片凈光合速率(Pn)、最大凈光合速率(Pmax)、光飽和點(LSP)、光補償點(LCP)和表觀量子效率(AQY)、光合速率日變化等指標(biāo)均下降,但Pn、Pmax和LSP在高光照(lx:

3、50000)和中光照(lx:30000)之間差異不顯著,只在中光照與低光照(lx:10000)、低光照與弱光照(lx:2500)之間差異顯著.4種光強處理下葉片的初始熒光(Fo)、光系統(tǒng)Ⅱ?qū)嶋H光化學(xué)效率(￠PSⅡ)、光系統(tǒng)Ⅱ最大光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)日變化曲線相似,高光強下的Fo、￠PSⅡ和Fv/Fm均小于中、低和弱光強下的。加拿大一枝黃花主要適應(yīng)于高光照生境,在強光下有自我保護機制;通過提高葉綠素含量和降低Chla/Chlb來適應(yīng)

4、光照強度的減弱;在光照較弱的郁閉度高的生境中光合作用受抑,但能適應(yīng)較廣的光照變化范圍(lx50000-lx10000)。說明加拿大一枝黃花能適應(yīng)較大的光強幅度,同時對低、弱光強有一定的抗逆性。
　　(2)生長在高、中光強下的加拿大一枝黃花植株正常生長,表現(xiàn)為克隆生長主要指標(biāo)在高、中光照條件下都沒有明顯改變,入侵性強;生長于低、弱光強下的植株生長不良,表現(xiàn)為植株矮小、莖稈細弱,植株克隆生長明顯受到抑制,克隆分株數(shù)、根莖數(shù)、分枝強度、

5、根莖平均長度、根莖直徑均顯著降低,但低光強下生長的植株尚能完成整個生活史,弱光強下的則只進行營養(yǎng)生長,不能進行生殖生長。生長在高、中光強下的總生物量、地下部分生物量明顯增多,低、弱光強處理下的葉生物量比顯著增加。表明加拿大一枝黃花的生長特征、克隆生長特征與光合特征的適應(yīng)趨勢一致,最適應(yīng)于高、中光強,而且能通過克隆生長和生物量分配的可塑性來適應(yīng)較大幅度的光照變化。但是,在嚴重遮陰下加拿大一枝黃花的生長明顯受抑,說明該入侵植物不易入侵到密林

6、等光照強度比較弱的生境。
　　2.對土壤水分的響應(yīng)隨著土壤相對含水量的增高,加拿大一枝黃花的株高、葉長、葉寬、基徑、生物量積累、克隆分株數(shù)、一級根莖數(shù)、一級根莖平均長度、二級和三級根莖數(shù)、所有根莖的總長、分枝強度、根莖直徑等生長指標(biāo)和克隆生長指標(biāo)均增加,但在土壤相對含水量為100％與80％條件下以上指標(biāo)差別不大。綜合以上指標(biāo)分析表明在土壤相對含水量為100％、80％條件下植株生長狀況最好,入侵性最強,土壤含水量較多的條件對其生長最

7、為有利;在一定的干旱脅迫處理下(土壤相對含水量為60％),加拿大一枝黃花仍能正常的進行營養(yǎng)生長、生殖生長和克隆生長,并具有一定的入侵性;在嚴重干旱脅迫條件下(土壤相對含水量為40％),加拿大一枝黃花的生長嚴重受到抑制,表現(xiàn)為在整個試驗階段生長幾乎停滯不前,但仍能維持生命的存活,表明其對嚴重干旱有很強的抗逆性,在此條件下,加拿大一枝黃花將更多的生物量分配到根部,其次是葉部,這可能是對干旱脅迫下的一種生態(tài)策略和可塑性。
　　從光合生理

8、指標(biāo)上來看,在干旱(土壤相對含水量為60％)和嚴重干旱(土壤相對含水量為40％)脅迫下,光合色素含量、最大凈光合速率(Pmax)、光飽和點(LSP)、表觀量子效率(AQY)光合速率日變化等指標(biāo)均顯著降低,以上指標(biāo)在土壤相對含水量為100％與80％條件下以上指標(biāo)沒有明顯改變,這與生長指標(biāo)相對應(yīng)。因此,加拿大一枝黃花在土壤含水量較高的生鏡中最適宜生長,同時又具備一定的抗旱性,在嚴重干旱情況下仍能維持生命,表現(xiàn)了其強大的抗逆性,在極端的生態(tài)環(huán)