寄生植物和非生物因子的交互作用对植物群落结构和生物量的影响

发布时间：2020-10-21 03:01

　　 寄生植物是一类特殊的植物,完成其生活史所需要的光合产物、水和矿质元素全部或部分的依赖于寄主植物。寄生植物能够通过选择性的抑制一些植物的生长进而影响植物群落的物种组成和生产力,而这种效应可能受到非生物环境因子(如土壤养分和水分等)的影响。尽管有关寄生植物和非生物因子的交互作用对植物生长已经开展了大量的研究,但关于这种交互作用如何影响植物群落结构和功能的报道却十分缺乏。本研究以南方菟丝子为对象,通过五个温室控制实验,研究了植物寄生与土壤养分、水分及其时空异质性的交互作用对人工草地植物群落的物种/功能群组成和生物量的影响。主要结果如下:(1)南方菟丝子的寄生显著降低了杂类草的地上生物量和比重,从而降低了整个人工植物群落的地上生物量,改变了其功能群组成。小斑块异质性土壤中禾草的地上生物量显著高于大斑块异质性土壤中禾草的地上生物量,但这种影响与寄生植物的出现与否无关。当南方菟丝子存在时,高斑块对比度土壤中的禾草地上生物量高于低斑块对比度土壤当中的禾草地上生物量,而当南方菟丝子不存在时,结果刚好相反。(2)养分的脉冲供给及其与南方菟丝子寄生的交互作用对人工植物群落的地上生物量,群落内不同功能区群(杂草类、禾草类和豆科植物)的地上生物量及其生物量比都没有显著影响。(3)干旱处理和南方菟丝子寄生都显著抑制了人工植物群落的地上生物量。但是,在干旱处理下,南方菟丝子寄生对人工植物群落地上生物量的负效应比在正常水分供给条件下弱。(4)豆科植物对禾草的种间关系随着土壤中氮含量的增加从促进作用变为竞争。土壤氮素对豆科植物和禾草种间关系的影响依赖于南方菟丝子的寄生:寄生植物的寄生削弱了低土壤氮素水平下豆科植物对禾草的促进作用,同样削弱了高氮素水平下豆科植物对禾草的竞争作用。(5)养分供给的波动性显著降低了本地植物群落的地上生物量,且高养分时波动性供给对本地植物群落地上生物量的抑制作用比低养分时更强。南方菟丝子寄生对本地植物群落可入侵性的影响依赖于养分的可利用性及其波动:低养分且波动供给时,南方菟丝子寄生成功限制了三叶鬼针草的成功入侵,而其他情况下,南方菟丝子寄生不影响本地群落的可入侵性。这些研究结果表明,寄生植物能够通过影响植物群落内一个或多个植物类群进而改变整个群落的结构和生产力以及群落抵抗外来植物入侵的能力。但是,这种影响依赖于外界环境因子,即土壤养分和水分及其时空的变异性。
【学位单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q948.1
【部分图文】：

图２－１自然群落中的南方菟丝子（Ａ）、吸气（Ｂ）及其花絮（Ｃ）．??ｔａ?ａｕｓｔｒａｌｉｓ?ｉｎ?ｎａｔｕｒｅ?ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ?（Ａ），?ｈａｕｓｔｏｒｉａ?（Ｂ）?ａｎｄ?ｉｎｆｌｏｒｅｓｃ我国北方草原常见物种，隶属３个功能群：鸭茅Ｌ．）、早熟禾（尸似?Ｌ．）、披碱草ｒｅｐｅｍ，Ｌ．）、紫花苜蓿（从ｅｃＺ／ｒａｇｏ似／／＼沿Ｌ．）、车前（尸／ｐｏ／＞＾ｅ／７／／ａ／ａＣａｓｓ．）组成人工草地组合群落。除早熟禾种均为多年生植物。所有种子均采购于中国金土地ｄ．ｃｏｍ／）?〇??

２．３．３养分空间分布和寄生对不同功能群植物生物量比的影响??南方菟丝子的寄生显著降低了杂类草的地上生物量比，显著提高了禾草的地上生??物量比，而对豆科植物地上生物量比影响不显著（表２－２；图２－３）；?土壤养分处理对杂??２１??

图２４?土壤养分处理和寄生对不同功能群植物生物量比的影响；平均值＋标准误。??Ｆｉｇ．?２－４?Ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ?ｂｉｏｍａｓｓ?ｒａｔｉｏ?（ｍｅａｎ?＋?ＳＥ）?ｏｆ?（Ａ）?ｆｏｒｂｓ，?（Ｂ）?ｇｒａｓｓｅｓ?ａｎｄ?（Ｃ）?ｌｅｇｕｍｅｓ?ｉｎ??ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｆｉｖｅ?ｓｏｉｌ?ｎｕｔｒｉｅｎｔ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ?ｗｉｔｈ?ａｎｄ?ｗｉｔｈｏｕｔ?ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ?ｂｙ?Ｃｕｓｃｕｔａ?ａｕｓｔｒａｌｉｓ．??２３??
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本文编号：2849542