克隆劳动分工在喜旱莲子草入侵中的作用

发布时间：2020-10-09 05:50

　　 外来植物入侵破坏生态系统结构和功能使其丧失生物多样性从而对经济、环境和社会造成深重危害。其中多数成功入侵的外来植物为具有强繁殖能力的克隆植物,而克隆植物的克隆属性对其成功入侵性的作用及其机制尚未明确。喜旱莲子草被列为我国首批恶性入侵杂草之一,其克隆整合所介导的克隆劳动分工特性对其成功入侵的作用系统研究较少,尤其对其不同类型的克隆劳动分工作用以及与本地物种劳动分工作用的比较鲜有涉及。本文以喜旱莲子草为主要研究对象,通过温室受控实验的方法,检验遗传型和环境诱导型劳动分工存在与否和强弱,研究不同生态型劳动分工能力差异,并探讨其与乡土种和共存种克隆特性差异以及在种群竞争中优势存在与否,旨在系统探讨喜旱莲子草克隆劳动分工存在的作用,以期深入揭示克隆劳动分工在喜旱莲子草成功入侵中的贡献机制,从而丰富入侵生态学和克隆植物生态学理论,并可为喜旱莲子草的防控提供新的理论依据。本文的主要研究结果如下:(1)通过对基端和先端部分所处生境进行同质和异质处理,模拟自然条件下喜旱莲子草可能存在的均匀和不均匀资源(光照和营养)分布环境;对匍匐茎切断和连接处理比较来验证克隆劳动分工是否存在,并比较各种处理下喜旱莲子草克隆劳动分工能力强弱。结果表明:同质高光下基端分株切断生长优于连接生长,先端分株连接生长优于切断生长;高光低营养条件下,连接处理的喜旱莲子草基端和先端分株表现出显著的资源专化能力,基端分株分配更多的地下生物量,先端分株分配更多的地上生物量,而且这种生物量的分配是对植株的总生长是有益的,表明克隆劳动分工有利于喜旱莲子草的生长扩散,且高光低营养下更加明显。异质资源条件下,基端分株低光高营养,连接处理增加了地下部分生长分配;先端分株高光低营养,连接处理增加地上生长的分配比例,连接喜旱莲子草基端和先端均表现出了对资源的专化获取能力,且这种分配方式对喜旱莲子草的生长是有益的,体现出了异质性斑块条件下克隆劳动分工的对植株生长的贡献。(2)选取水生和陆生两种生态型的喜旱莲子草在异质性斑块下实验,设置的异质斑块为基端-先端相反,对其基端和先端分株保持连接和切断处理来进行克隆劳动分工能力差异的对比。结果表明:匍匐茎切断处理明显降低两种生态型喜旱莲子草的生长表现,连接处理的两种生态型的喜旱莲子草基端部分和先端部分均发生形态上的分工现象;陆生型喜旱莲子草比水生型有更明显的克隆劳动分工能力,其基端分株根冠比显著高于水生型;匍匐茎的连接有利于先端分株的生长,两种生态型的整体生长都得到提升;陆生型喜旱莲子草比水生型喜旱莲子草对异质性斑块生境有更好地适应性,其表现优于水生型。(3)选取入侵种喜旱莲子草、本地种莲子草和共存种黄花水龙,在异质性斑块资源条件下对其基端和先端部分保持连接和切断处理,比较三种植物之间对资源的获取与生物量分配能力差异。结果表明:基端分株连接的喜旱莲子草比本地莲子草和共存黄花水龙都有较高的生长表现,先端部分三种植物均有较好的生长表现;只有喜旱莲子草连接与切断之间总体表现出较为显著差异,本地莲子草和水龙连接与切断处理之间的差异并不显著;切断处理明显降低了喜旱莲子草基端分株的根冠比,本地莲子草基端部分根冠比与之变化趋势相反,但切断处理对黄花水龙的基端分株影响不明显;喜旱莲子草基端分株生物量获益显著高于莲子草和黄花水龙,其中黄花水龙的获益最低,三者的先端分株生物量受益率无显著性差异。(4)通过构建两种密度的黄花水龙种群作为喜旱莲子草先端分株入侵背景群落,对相连的基端喜旱莲子草部分保持连接和切断处理,模拟自然生境中的种群入侵过程,比较基端和先端在不同密度种群中的生长与生理表现以及喜旱莲子草对不同密度种群的种间竞争,同时分析喜旱莲子草不同存在形式对黄花水龙种群的生长的影响,探讨其克隆特性在种群入侵中的优势存在与否。结果表明:当喜旱莲子草先端分株部分存在不同密度的本地水龙种群时,连接处理明显降低了喜旱莲子草基端分株的生长表现,先端连接喜旱莲子草较切断生长表现增加;高密度水龙种群中切断的喜旱莲子草生长表现显著降低;喜旱莲子草在高、低密度种群中,连接和切断的根冠比有明显差异;喜旱莲子草先端分株部分,高密度竞争的耗益显著高于低密度竞争的耗益;喜旱莲子草的存在均降低了两种密度种群的生长表现,其中对高密度影响更为明显;而在高密度水龙种群中,喜旱莲子草切断处理明显增加了水龙的耗益,间接表明喜旱莲子草连接处理不利于水龙的生长。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S451
【部分图文】：

研究技术路线

喜旱莲子草

图 3.1 实验陆生型和水生型喜旱莲子草Fig. 3.1 Terrestrial and aquatic ecotype Alternanthera philoxeroides.验所需材料与仪器

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本文编号：2833308