外来入侵植物喜旱莲子草的生物学特性研究

论文摘要

外来有害植物的入侵已经受到越来越多的学者重视，人们逐渐关注其对工、农业生产以及居民生活带来的各种影响。原产于南美洲的喜旱莲子草，早在2003年就被列为我国“第一批外来入侵生物名单”。喜旱莲子草的成功入侵，主要在于其特有的生殖方式和对环境的适应能力。本文通过野外样方调查、室内生物测定（营养繁殖能力和化感作用）等方法，分析了其种群分布对于当地植物群落的影响，探讨了其入侵能力和对于胁迫环境的适应能力，以期据此探讨其入侵的机制，从而为管理该入侵植物和恢复入侵地的生态功能提供一定的理论指导，也为后期开展该入侵植物的综合利用和防除策略研究奠定基础。通过研究得到以下结论：1.通过样方法对喜旱莲子草的不同生境内植物群落进行了调查，测定了其伴生植物的种类、数量和盖度，检测了喜旱莲子草的植株茎长、分枝数、叶长、叶宽、节间距等形态指标，分析了该入侵植物在不同生境中的重要值，各生境植物群落的多样性，发现在湿生环境中，喜旱莲子草的生长状态较好，植株的茎长、叶面积和节间距等均与其它生境中的植株呈显著性差异。在人为干扰较强生境中（农田、路边）的植株叶面积和节间距明显较其它生境中的相应指标减小或者缩短。当喜旱莲子草的重要值超过一定值（60.96%）时，群落内植物的多样性指数呈下降趋势，表明喜旱莲子草的入侵影响了群落内植物种类的丰富度。2.以喜旱莲子草的地下根状茎为实验材料进行该植物营养繁殖能力研究，表明喜旱莲子草的营养繁殖与其地下根状茎存在密切的关系。首先，节的有无直接影响喜旱莲子草的营养繁殖；其次，地下根状茎的粗细程度对其营养繁殖状况也有一定的影响；最后，喜旱莲子草地下茎的节数影响其新生枝条的高度以及地上茎的节数。3.运用室内培养皿生物测定方法，表明喜旱莲子草水浸提液对黑麦草(Lolium perenne L.)种子的萌发具有抑制作用，并明显降低了其终萌发率；明显抑制了黑麦草幼苗根和茎的生长；在浸提液的影响下，黑麦草幼苗的电导率增加，但叶绿素含量明显降低。通过比较不同部位的浸提液，发现喜旱莲子草地下部分浸提液对黑麦草的化感作用要比地上部分的明显。该实验表明其成功入侵可能与该植物释放化学物质从而抑制其他植物种子萌发和幼苗生长等生长过程有关。4.通过喜旱莲子草在重金属（Cu、Zn和Pb）不同浓度处理条件下植株高度、根长、节数和新萌蘖芽数等形态学表现，表明重金属在较高浓度的处理时对该植物的生长具有抑制作用；同时也发现该植物对Pb的耐性较强。该实验表明入侵植物喜旱莲子草能够在一定浓度的重金属污染环境中生存，对环境胁迫具有较强的耐受性，可以作为一种重金属富集植物。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 生物入侵概况
• 1.2 喜旱莲子草研究现状
• 1.2.1 分布
• 1.2.2 生态型
• 1.2.3 喜旱莲子草的危害
• 1.2.4 防除对策
• 2 引言
• 2.1 研究意义
• 2.2 研究主要内容
• 2.3 研究路线
• 3 材料与方法
• 3.1 试验材料
• 3.2 主要仪器设备和试剂
• 3.2.1 仪器设备
• 3.2.2 主要试剂
• 3.3 试验方法
• 3.3.1 喜旱莲子草对不同生境植物群落多样性的影响
• 3.3.2 喜旱莲子草营养繁殖特性研究
• 3.3.3 喜旱莲子草不同组织的化感作用
• 3.3.4 喜旱莲子草对重金属元素的耐性分析
• 3.4 数据统计分析
• 4 结果与分析
• 4.1 喜旱莲子草对不同生境植物群落多样性的影响
• 4.1.1 不同生境中喜旱莲子草的形态特征
• 4.1.2 不同生境喜旱莲子草对植物群落多样性的影响
• 4.2 喜旱莲子草营养繁殖特性
• 4.2.1 不同节数的莲子草茎段的发芽情况
• 4.2.2 新生枝条形态学特征比较
• 4.2.3 地下茎粗细对营养繁殖能力的影响
• 4.3 喜旱莲子草不同组织的化感作用分析
• 4.3.1 喜旱莲子草浸提液对黑麦草种子萌发的影响
• 4.3.2 喜旱莲子草浸提液对黑麦草根长和茎长的影响
• 4.3.3 喜旱莲子草浸提液对黑麦草电导率的影响
• 4.3.4 喜旱莲子草浸提液对黑麦草叶绿素的影响
• 4.4 喜旱莲子草对重金属元素的耐性分析
• 4.4.1 CU、ZN和 PB对植株高度的影响
• 4.4.2 CU、ZN和 PB对根长的影响
• 4.4.3 CU、ZN和 PB对植株节数的影响
• 4.4.4 CU、ZN和 PB对萌蘖芽数的影响
• 5 讨论
• 5.1 喜旱莲子草对不同生境植物群落多样性的影响
• 5.2 喜旱莲子草营养繁殖特性研究
• 5.3 喜旱莲子草不同组织的化感作用
• 5.4 喜旱莲子草对重金属元素的耐性分析
• 6 结论
• 7 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介