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林业有害植物假苍耳的入侵特性研究

作　者: 贾晶
导　师: 王文杰；祖元刚
学　校: 东北林业大学
专　业: 植物学
关键词: 假苍耳林业有害植物生理生态学入侵特征
分类号: S765.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

假苍耳是菊科假苍耳属的一年生植物。拉丁学名：Iva xanthifolia Nutt．，英文俗名：Giant sumpweed。生长于农田内外、路旁、村落和荒地，分布于我国东北以及北美和欧洲，是一种潜在的危险性杂草，经常混杂于粮食作物地，并对林业工程措施包括造林、幼苗生长造成危害。基于此，本项研究以野外工作为主，并结合室内控制实验，对假苍耳的入侵特性进行了较为系统的研究。主要结论如下：1．假苍耳入侵的生理生化基础。假苍耳中各种代谢产物因生长发育阶段（种子、芽、幼苗、成株和花序）的不同，其含量存在一定的差异。但是，各种代谢产物的总量基本都在种子或芽阶段具有最高含量，这可能与假苍耳在种子阶段需打破休眠以维持其继续生长，在芽阶段生命活动旺盛密切相关。可溶性糖（蔗糖、葡萄糖、果糖）在假苍耳的芽和花序阶段积累最多。假苍耳的芽、苗和成株等阶段均含有一定量的赤霉素（GA）。GA和可溶性糖等物质共同为种子萌发提供了物质基础，以保证假苍耳的快速生长。假苍耳种子中黄酮和单宁均含量最高，由于黄酮为促繁物质和抵抗胁迫物质，这种积累有利于繁殖大量后代和抵抗环境胁迫。对比同科（菊科）其它7种植物波斯菊、豚草、三裂叶豚草、金光菊、薇甘菊、紫茎泽兰、飞机草发现，尽管GA、黄酮、单宁、可溶性糖类含量存在地域性间差异，但不同种、不同代谢物之间不存在种间规律性差异。此外，假苍耳生长的生境多存在的垃圾基质的强反光能力，可能是通过改变叶片结构（栅栏组织和海面组织厚度、层数及比例）来调节其叶片光合特征的。而且，叶片具有强的光合能力(最高净光合速率43μmol·m^-2·s^-1，平均26.3μmol·m^-2·s^-1，非同化器官茎、叶柄、生殖器官等也具有较强的光合作用能力；叶绿素荧光测定电子传导速率ETR可以达到叶片的光合能力50％以上；而红外线CO₂分析技术测定发现其光合可以全部固定自身呼吸产生CO₂，甚至出现净光合作用共同为假苍耳的入侵奠定了生理基础。假苍耳这些生理生化特征为其入侵的“三快”特征——快速定居、快速生长并产生大量种子和快速繁殖提供了保障。2．假苍耳快速定居特性。与同一群落内其它种相比，假苍耳在入侵生境的占据能力很强，计盒维数均达到了1.9以上。而且对不同土壤紧实度、不同土壤pH值等均具有较宽的适应能力。在不同生境条件下，根系发育包括主根长、根毛区、根幅与其它器官相关指标（高、直径和冠幅）的发育呈现线性相关关系。3．假苍耳快速生长并产生大量种子特性。室内培养发现，假苍耳种子快速萌发发生在第3～5天(13.2个·d^-1)，之后第6～9天达到2个·d^-1，第9天后基本不萌发。假苍耳快速生长发生在早春～初夏，在6月初～7月末，高生长平均可以达到1.98cm·day^-1，同期直径生长达到0.2mm day^-1。之后的生长速度开始转慢，并开始进入生殖生长期，假苍耳花能够产生大量花粉，并且具有凹凸结构适合花粉与柱头的结合，增加了其受精的成功率。假苍耳能够产生大量种子，平均单株产生种子量达55289.8个。这为种子快速传播提供了种源保障。4．假苍耳快速传播特征。假苍耳的近距离传播主要靠风力，而在远距离传播方面主要靠交通工具携带传播。公路边单位土地面积上假苍耳种子数量向道路中间呈现线性递减规律，平均递减速度为11.4个·cm^-1，最大递减速度可达20.8个·cm⁾（-1）。不同交通工具包括鞋子、自行车轮胎、马车轮胎和汽车轮胎都能够携带土壤中存在的种子，通过人工撒种—不同工具携带量实验发现，轮胎等大型交通工具几乎可以把所有撒种种子带走。这些特点都促进了假苍耳的快速传播蔓延。而大规模的土壤一次性破坏，又为假苍耳种子快速与土壤表面结合奠定了基础。5．总之，假苍耳在生理代谢、生殖及传播等过程中的适应特性，以及假苍耳入侵过程的“三快”特征，保证了假苍耳与其他植物竞争过程中处于优势地位。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-19
  1.1 生物入侵研究综述  10-13
    1.1.1 生物入侵的概念  10
    1.1.2 外来种和入侵种的区划  10
    1.1.3 生物入侵外来种的扩散机制  10-11
    1.1.4 生物入侵的研究现状  11-13
  1.2 林业有害植物研究综述  13-16
    1.2.1 影响植物入侵的因子  13-15
    1.2.2 植物入侵的途径  15
    1.2.3 植物入侵造成的危害  15-16
  1.3 假苍耳研究现状  16-17
  1.4 研究目的及技术路线  17-19
2 研究地自然概况  19-22
  2.1 地理位置  19
  2.2 哈尔滨地形  19
  2.3 气候概况  19
  2.4 土壤情况  19-20
  2.5 植被情况  20
  2.6 自然资源  20-22
3 假苍耳入侵的生理代谢基础  22-52
  3.1 假苍耳的初生代谢产物和次生代谢产物生理生化特征  22-32
    3.1.2 可溶性糖的变化  24-27
    3.1.3 赤霉素的变化  27-28
    3.1.4 单宁与黄酮的变化  28-32
  3.2 假苍耳的气体交换特征对入侵能力的贡献  32-49
    3.2.1 室内生长发育过程中叶片光合呼吸及生物量的变化  32-35
    3.2.2 野外假苍耳的光合特征  35-48
    3.2.3 假苍耳体内乙烯的变化  48-49
  3.3 本章小结  49-52
4 假苍耳快速定居特征的研究  52-63
  4.1 假苍耳定居的分形特征  52-57
  4.2 假苍耳快速定居的生境及生物量特征  57-62
    4.2.1 假苍耳快速定居的土壤特征  58
    4.2.2 假苍耳快速定居的生物量特征  58-62
  4.3 本章小结  62-63
5 假苍耳快速生长并产生大量种子的特征  63-70
  5.1 假苍耳的快速生长特征  63-65
    5.1.1 种子快速萌发特征  63-64
    5.1.2 株高与直径的快速生长特征  64-65
  5.2 假苍耳大量产生种子的特征  65-69
    5.2.1 假苍耳花的特征  66-68
    5.2.2 假苍耳种子产量  68-69
  5.3 本章小结  69-70
6 假苍耳快速传播特征  70-76
  6.1 假苍耳种子特征对快速传播的贡献  70-71
  6.2 假苍耳在非道路条件下的自然传播  71
  6.3 假苍耳种子在道路生境下的快速传播  71-75
    6.3.1 假苍耳种子在道路上的自然扩散  72-74
    6.3.2 假苍耳种子随交通工具的快速传播  74-75
  6.4 本章小结  75-76
7 假苍耳入侵机理分析  76-87
  7.1 假苍耳的危害现状  76-79
    7.1.1 假苍耳的分类特征  76
    7.1.2 假苍耳的分布特征  76-77
    7.1.3 假苍耳在我国的入侵  77-79
  7.2 假苍耳入侵机理的综合分析  79-85
    7.2.1 假苍耳入侵的内因  80-82
    7.2.2 假苍耳入侵的外因  82-85
  7.3 假苍耳的防治措施建议  85-86
  7.4 本章小结  86-87
结论  87-89
参考文献  89-98
附录  98-110
攻读学位期间发表的学术论文  110-111
致谢  111-112

林业有害植物假苍耳的入侵特性研究

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