环境因子对空心莲子草种内和种间关系的影响

发布时间：2017-04-13 21:22

  本文关键词：环境因子对空心莲子草种内和种间关系的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在全球环境变化的大背景下,生物入侵是生态系统正在面临的重大挑战之一,环境因子的变化势必会对植物入侵造成一定影响。自然界中植物不同个体间的相互作用,以及环境因子与植物之间的相互作用将直接影响到植物个体的生长、繁殖,进而影响到植物的种群、群落,甚至是整个生态系统的稳定性。克隆性入侵植物空心莲子草由于其自身的克隆性状,对生境的环境变化十分敏感,在我国已经造成了严重的生物入侵。目前,国内外关于环境因子对入侵植物种内和种间关系影响的系统研究还不多,本研究设置了四个温室控制实验,通过模拟生态系统中主要环境因子的变化(包括梯度性变化和异质性变化),逐步探讨了环境因子对入侵植物空心莲子草种内种间关系的影响,对揭示空心莲子草的种群扩张和生物入侵的防治工作提供相应的数据依靠和理论依据,主要研究结果如下：1.将空心莲子草种植在土壤养分异质性(异质和同质)与种内竞争(低密度和高密度)两两组合的4个处理中,经过3个月的实验结果发现：土壤养分异质性明显增加了空心莲子草的生长,而种植密度(种内竞争)的增加却显著降低空心莲子草生长；土壤养分的异质性变化没有改变植物的种内竞争关系(无交互作用)。这种结果与实验假设相同,说明环境异质性不能改变基因型相同具有相同摄取养分能力的植物个体间的竞争关系。实验处理也没有改变空心莲子草的形态特征(如根冠比、比叶面积等)。2.实验设置了两种施氮总量和两种施氮频率两两组合4个处理和对照处理(不施氮)共5种施氮处理,分别添加到单独和混合种植的空心莲子草、莲子草中。实验结果发现：施氮总量的增加显著促进了空心莲子草和莲子草的生长,但并没有改变两种植物的种间竞争关系；施氮频率的变化对两种植物的生长以及种间竞争关系都没有显著影响。两种植物在面对竞争时表现出不同的生物量分配策略,空心莲子草将更多的生物量分配到茎,而莲子草将更多的生物量分配到根。在全球变化的背景下,大气氮湿沉降可能会改变两种植物的种群结构和动态,但可能对这两种植物的种间关系影响较小。3.在由4中不同湿地植物组成的群落中种植空心莲子草,实验设置了两种片段化处理、两种水位处理和无空心莲子草的对照处理。结果发现：片段化处理显著降低了空心莲子草的生长,却并没有降低其匍匐茎长度、茎节数以及其对植物群落的竞争效应；水位升高到30 cm增加了空心莲子草和群落植物的生长,但同时也降低了空心莲子草对群落植物的竞争效应。4.本实验将空心莲子草种植在4种不同生物多样性的植物群落(1、2、4和8种植物)中,结果发现：空心莲子草的入侵能力随着生物多样性的增加而减弱,当本地植物群落中存在明显的优势物种时,空心莲子草的入侵能力也会明显下降。结果说明维持植物群落的生物多样性和保护本地优势物种是降低外来植物入侵的有效措施。
【关键词】：空心莲子草 克隆植物 环境变化 种内关系 种间关系 生物入侵
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q948
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-11
• 1. 前言11-27
• 1.1 入侵植物概况11-18
• 1.1.1 入侵植物的影响11-13
• 1.1.2 植物入侵的机制13-18
• 1.2 植物的种间和种内关系18-24
• 1.2.1 种间关系18-19
• 1.2.2 种内关系19-20
• 1.2.3 环境因子对植物个体间关系的影响20-24
• 1.3 研究对象24-25
• 1.4 本文研究意义和内容25-27
• 1.4.1 研究意义25
• 1.4.2 研究内容25-27
• 2. 土壤养分异质性对空心莲子草种内关系的影响27-37
• 2.1 引言27-28
• 2.2 方法28-32
• 2.2.1 实验设计28-29
• 2.2.2 数据测量29
• 2.2.3 数据分析29-32
• 2.3 结果32-35
• 2.3.1 土壤养分的异质性显著增加空心莲子草的生长32
• 2.3.2 土壤养分异质性对空心莲子草种内竞争没有影响32-34
• 2.3.3 异质性和种内竞争均没有改变植物的形态特征34-35
• 2.4 讨论35-36
• 2.5 小结36-37
• 3. 施氮对空心莲子草种间关系的影响37-49
• 3.1 引言37-38
• 3.2 方法38-42
• 3.2.1 实验设计38-39
• 3.2.2 数据测量39
• 3.2.3 数据分析39-42
• 3.3 结果42-45
• 3.3.1 不同施氮处理对空心莲子草和莲子草生长的影响42
• 3.3.2 不同施氮处理对空心莲子草和莲子草种间竞争关系的影响42-45
• 3.3.3 种间竞争对空心莲子草和莲子草生长的影响45
• 3.4 讨论45-47
• 3.5 小结47-49
• 4. 水位变化和克隆片段化对空心莲子草种间关系影响49-62
• 4.1 引言49-50
• 4.2 方法50-56
• 4.2.1 实验设计50-53
• 4.2.2 数据测量53-54
• 4.2.3 数据分析54-56
• 4.3 结果56-60
• 4.3.1 水淹和片段化对空心莲子草的影响56
• 4.3.2 水淹和模拟空心莲子草入侵对群落其他植物的影响56-60
• 4.4 讨论60-61
• 4.5 小结61-62
• 5. 物种多样性对空心莲子草种间关系的影响62-70
• 5.1 引言62-63
• 5.2 方法63-64
• 5.2.1 实验设计63-64
• 5.2.2 数据测量64
• 5.2.3 数据分析64
• 5.3 结果64-68
• 5.3.1 生物多样性对空心莲子草入侵能力的影响64-65
• 5.3.2 群落受空心莲子草入侵的影响65-68
• 5.4 讨论68-69
• 5.5 小结69-70
• 6. 结论与展望70-72
• 6.1 结论70
• 6.2 展望70-72
• 参考文献72-87
• 个人简介87-88
• 导师简介88-91
• 致谢9

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