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三种入侵植物的它感作用和对光环境的适应

作　者: 王俊峰
导　师: 冯玉龙；廖祥儒
学　校: 河北大学
专　业: 植物学
关键词: 入侵性形态学生理学:光适应它感作用紫茎泽兰
分类号: Q948
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
引言  11-19
  0.1 生物入侵的定义及危害  11-12
  0.2 生物入侵研究进展  12-17
    0.2.1 可入侵性  12-14
    0.2.2 入侵性  14-16
    0.2.3 我国的生物入侵研究现状  16-17
  0.3 本文的研究目的及意义  17-19
第一章试验地点和试验材料  19-22
  1.1 试验地点  19
  1.2 试验材料与处理  19-22
    1.2.1 它感作用试验  19-21
    1.2.2 光适应试验  21-22
第二章实验方法  22-29
  2.1 气体交换参数的测定及计算  22-23
  2.2 叶绿素荧光参数的测定  23-24
  2.3 光合色素含量的测定  24
  2.4 氮含量的测定和氮的分配  24-25
  2.5 生物量参数的测定及计算  25-26
  2.6 活性氧清除酶的测定  26
    2.6.1 超氧化物歧化酶(SOD)  26
    2.6.2 过氧化氢酶(CAT)  26
    2.6.3 抗坏血酸过氧化物酶(APX)  26
  2.7 丙二醛(MDA)含量的测定  26
  2.8 可溶性蛋白含量的测定  26-27
  2.9 可塑性的计算方法  27
  2.10 叶片受光率的测定  27
  2.11 统计方法  27-29
第三章试验结果  29-48
  3.1 它感试验  29-34
    3.1.1 活性炭对混种处理效应植物和紫茎泽兰的影响  29-30
    3.1.2 受光率、它感作用对不同混种处理中紫茎泽兰差异显著参数的影响  30-31
    3.1.3 效应植物对紫茎泽兰叶片受光率的影响  31-33
    3.1.4 混种处理对紫茎泽兰各参数的影响  33-34
  3.2 光适应试验  34-48
    3.2.1 物种、光环境和生物量对各生长参数的影响  34-35
    3.2.2 生长光强对三种植物植株大小的影响  35-36
    3.2.3 生长光强对三种植物生物量分配的影响  36-37
    3.2.4 生长光强对三种植物叶片特征的影响  37
    3.2.5 生长光强对三种植物分枝数和叶面积指数的影响  37-38
    3.2.6 生长光强对三种植物生物量分配可塑性的影响  38-39
    3.2.7 生长光强对三种植物生长特性的影响  39-40
    3.2.8 生长光强对三种植物叶绿素荧光参数的影响  40-42
    3.2.9 上长光强对三种植物光合色素含量的影响  42-44
    3.2.10 生长光强对三种植物气体交换参数的影响  44-46
    3.2.11 生长光强对三种植物叶片氮含量和氮利用的影响  46-48
第四章讨论  48-57
  4.1 它感作用  48-49
  4.2 三种入侵植物对光环境的适应  49-55
    4.2.1 三种入侵植物的生长特性对光环境的适应  49-51
      4.2.1.1 叶片形态  49
      4.2.1.2 自遮荫  49-50
      4.2.1.3 生物量分配策略  50-51
    4.2.2 三种入侵植物光合特征对光环境的适应  51-55
      4.2.2.1 对强光环境的适应  51-54
      4.2.2.2 对弱光环境的适应  54-55
  4.3 对不同光环境适应的过程中，形态学和生理学特征的关系  55-56
  4.4 光适应能力与入侵性的关系  56-57
第五章结论  57-58
参考文献  58-80
附录  80-90
发表文章目录  90-91
致谢  91

三种入侵植物的它感作用和对光环境的适应

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