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外来入侵植物黄顶菊对土壤生态系统的影响

作　者: 张天瑞
导　师: 白小明；杨殿林
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 草业科学
关键词: 黄顶菊生物入侵土壤酶活性土壤养分土壤微生物种子萌发耐旱性
分类号: S154.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

黄顶菊(Flaveria bidentis)是近年来入侵我国的一种外来植物,其强大的繁殖能力和入侵性已经对生态环境造成了严重的危害,同时也威胁到农业生态安全。本研究从黄顶菊与土壤的相互关系出发,通过野外取样和室内试验,分别从不同入侵程度对土壤理化性质、酶活性和细菌群落的影响等方面研究了黄顶菊入侵的土壤生态学机制,,以期为探索外来植物入侵的土壤微生物学机制、预测黄顶菊在我国的扩散分布和黄顶菊的综合治理提供科学依据。主要结果如下:1.黄顶菊入侵土壤有机质含量显著高于本地植物土壤,且随着入侵程度的增强而增加;土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量与有机质变化规律一致。但是,土壤磷素养分呈现与氮素养分含量相反的趋势,裸土>本地植物土壤>轻度入侵土壤>重度入侵土壤。2.黄顶菊入侵提高了土壤酶活性,重度入侵土壤和轻度入侵土壤脲酶含量均显著高于裸土和本地植物土壤;酸性磷酸酶含量随入侵程度的增加而增加,即重度入侵土壤>轻度入侵土壤>本地植物土壤>裸土。重度入侵土壤多酚氧化酶含量显著高于裸土(空白)(P<0.05),与其它土壤无明显差异。3.随黄顶菊入侵程度的增加,土壤细菌种类减少,多样性指数显著减低,本地植物样地>轻度入侵样地>裸土>重度入侵;结合16SrDNA序列分析,黄顶菊轻度入侵样地与本地植物样地相似性最高,细菌种类构成与其最为接近,变形菌门的细菌种类有所减少,其他门细菌种类保持不变;重度入侵样地变形菌门、绿弯菌门和放线菌门细菌种类均有所下降,以变形菌门细菌种类减少最多;裸土以变形菌门为优势菌群,拟杆菌门细菌为其特有类群;随着黄顶菊的入侵,土壤微生物量碳氮含量增加。4.不同生境黄顶菊种子对干旱胁迫的响应研究结果表明,干旱胁迫种子的萌发率、萌发速率降低,胚根和胚芽生长受到抑制,随着PEG-6000浓度的升高,抑制增强。不同生境种子萌发期耐旱性性强弱依次为:果园>路边>河边>荒地。

全文目录

项目来源  2-3
摘要  3-4
Summary  4-9
前言  9-10
第一章文献综述  10-33
  1 生物入侵  10-17
    1.1 生物入侵的概念  10
    1.2 生物入侵的过程  10-11
    1.3 生物入侵的可能途径  11
    1.4 生物入侵的机理  11-15
      1.4.1 入侵生物的预适应机制  12-13
      1.4.2 入侵种与本地种之间的关系  13-14
      1.4.3 初始入侵种群参数  14
      1.4.4 新环境的可侵入性  14-15
    1.5 生物入侵的危害  15
    1.6 外来植物入侵机制的研究进展  15-17
  2 外来植物入侵的土壤生态学机制  17-19
    2.1 外来入侵植物与对土壤养分的影响  17
    2.2 外来入侵植物对土壤酶活性的影响  17-18
    2.3 外来入侵植物对土壤微生物的影响  18-19
  3 黄顶菊的研究现状  19-23
    3.1 黄顶菊的生物学性状  19
    3.2 黄顶菊对环境条件变化的适应性  19-21
      3.2.1 黄顶菊对干旱的耐受性  19-20
      3.2.2 黄顶菊对酸碱的耐受性  20
      3.2.3 黄顶菊对光照强度的耐受性  20
      3.2.4 黄顶菊对温度的耐受性  20-21
      3.2.5 黄顶菊对养分波动的响应  21
      3.2.6 黄顶菊对环境条件适应性的形态学基础  21
    3.3 黄顶菊的分布现状  21-22
    3.4 黄顶菊的入侵途径  22-23
  4 黄顶菊的危害  23-25
    4.1 对农业生产的危害  23
    4.2 对环境的危害  23
    4.3 黄顶菊入侵的土壤微生物学机制  23-24
    4.4 化感作用  24-25
  5 黄顶菊的调控技术研究  25-29
    5.1 物理防除和化学防除  25-26
    5.2 生态调控技术  26-29
  6 研究趋势与展望  29-31
    6.1 黄顶菊在我国潜在分布区的监测预警  29
    6.2 黄顶菊入侵的微生物生态学  29
    6.3 进化生物学方面的研究  29
    6.4 黄顶菊的资源化利用  29-30
      6.4.1 农业方面的应用  30
      6.4.2 医药方面的应用  30
      6.4.3 工业方面的应用  30
    6.5 植物生理方面的理论研究  30-31
    6.6 分子生物学方面的研究  31
  7 本研究的目的和意义  31-33
第二章材料与方法  33-40
  1 黄顶菊入侵对土壤生态系统的影响  33-37
    1.1 研究区域概况  33
      1.1.1 地理位置  33
      1.1.2 植被特征  33
    1.2 研究方法  33-34
      1.2.1 试验设计  33
      1.2.2 样品采集  33-34
    1.3 测定方法  34-37
      1.3.1 土壤养分测定  34-35
      1.3.2 土壤酶活性的测定  35
      1.3.3 土壤微生物的PCR-DGGE 实验  35-37
      1.3.4 土壤微生物量碳氮的测定  37
  2 不同生境黄顶菊种子对干旱胁迫的响应  37-40
    2.1 试验材料  37-38
    2.2 试验方法  38
    2.3 测定指标  38-40
第三章结果与分析  40-52
  1 黄顶菊不同入侵程度对土壤生态系统的影响  40-48
    1.1 黄顶菊不同入侵程度对土壤pH 值的影响  40
    1.2 黄顶菊不同入侵程度对土壤有机质含量的影响  40-41
    1.3 黄顶菊不同入侵程度对土壤酶活性的影响  41-42
    1.4 黄顶菊不同入侵土壤养分与土壤酶活性的主成分分析  42
    1.5 黄顶菊不同入侵程度对土壤细菌群落的影响  42-47
      1.5.1 细菌群落结构DGGE 图谱分析  42-44
      1.5.2 细菌群落DGGE 图谱的聚类分析  44
      1.5.3 土壤细菌165 rDNA 序列分析  44-47
    1.6 黄顶菊不同入侵程度对土壤微生物量碳氮的影响  47
    1.7 土壤养分、土壤酶活性与土壤细菌群落的相关性分析  47-48
  2 不同生境黄顶菊种子对干旱胁迫的响应  48-52
    2.1 PEG 胁迫对种子萌发率的影响  48-49
    2.2 PEG 胁迫对种子胚根和胚芽长的影响  49-50
    2.3 PEG 胁迫对种子萌发特性的影响  50-51
    2.4 种子萌发期耐旱性综合评价  51-52
第四章讨论  52-58
  1 黄顶菊不同入侵程度对土壤生态系统的影响  52-55
    1.1 黄顶菊入侵对土壤养分含量的影响  52
    1.2 黄顶菊入侵对土壤酶活性的影响  52-53
    1.3 黄顶菊入侵后土壤养分与酶活性之间的关系  53-54
    1.4 黄顶菊入侵对土壤细菌多样性的影响  54-55
  2 不同生境黄顶菊种子对PEG 胁迫的响应  55-58
第五章结论  58-60
  1 黄顶菊入侵对土壤生态系统的影响  58
    1.1 黄顶菊入侵对土壤养分的影响  58
    1.2 黄顶菊入侵对土壤酶活性的影响  58
    1.3 黄顶菊入侵对土壤细菌群落的影响  58
  2 不同生境黄顶菊种子对干旱胁迫的响应  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-77
个人简介  77-78
导师简介  78-79

外来入侵植物黄顶菊对土壤生态系统的影响

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