中国不同地域入侵植物一年蓬的生长和繁殖特征适应性

【摘要】一年蓬(Erigeronannuus)是原产于北美的入侵性杂草,由于其强大的入侵和适应能力,已对入侵地的植物群落造成了严重影响。本文通过对中国不同地域(东部浙江、中部湖北、西部重庆)与方位(南、北),及西部重庆不同海拔(300m-2100m)入侵植物一年蓬种群生长与繁殖特征的分析,及不同地域与方位来源一年蓬种群种子的萌发实验,探讨一年蓬种群的入侵适应性。主要研究结果如下：1.中国不同地域一年蓬的形态、生物量和叶片功能性状地域(东、中与西部)来源和方位(南与北)的双因素方差分析表明,地域来源对一年蓬株高有显著影响(p<0.001),表现为东部浙江显著高于中部湖北与西部重庆(p<0.001)；方位对一年蓬株高与基分枝数影响显著(p<0.05),南部一年蓬株高显著高于北部(p<0.001)。地域对所有生物量特征有显著影响(p<0.001),同样表现为东部浙江显著高于中部湖北与西部重庆(p<0.05)。地域对生物量分配(茎、叶和花)有显著性影响(p<0.05),西部茎分配显著高于东、中部,叶分配则相反,花分配从东部到西部显著降低(p<0.05)；方位对根分配与根冠比影响显著(p<0.05),都表现为北部显著高于南部(p<0.05)。三因素(地域、方位和叶片类型)方差分析表明地域(东、中与西部)来源对一年蓬所有叶片功能性状有显著影响(p<0.001),表现为东部浙江一年蓬叶片长宽比显著高于中部湖北与西部重庆(p<0.05),而基于叶片宽度的波动性不对称(FAW)和基于叶面积的波动性不对称(FAA)则相反,中部与西部更高。2.西部区域(重庆)不同海拔一年蓬形态、生物量和叶片功能性状对西部(重庆)南北方位一年蓬分布的调查表明,南部金佛山一年蓬分布频率为85.90%(67/78),高于北部缙云山一年蓬分布频率23.08%(12/52)。西部区域(重庆)一年蓬形态、生物量及分配特征与海拔的回归表明,株高,茎与花生物量随海拔升高呈现单峰曲线(p<0.05),且在海拔1200m-1400m范围达到最大,而叶生物量则相反,在海拔1200m-1400m范围最小；茎与叶生物量分配随海拔升高呈线性变化(p<0.05),茎分配显著降低,而叶分配显著增加。西部北缙云山海拔310m和350m一年蓬各部分生物量最大,而西部南金佛山海拔为1280m和海拔1340m最大。双因素方差分析表明海拔(12个海拔种群)来源和叶片类型(营养叶和繁殖叶)都对一年蓬所有叶片功能性状有显著影响(p<0.05)。结合叶片功能性状与海拔的回归分析,单叶面积随海拔升高呈现单峰曲线(p<0.05),且在海拔1200m-1400m范围达到最大,而FAW和FAA则相反,在海拔1200m-1400m范围最小；叶片长宽比随海拔升高呈线性变化(p<0.05),显著增加。3.西部区域(重庆)不同海拔一年蓬分布格局及对草本多样性的影响方差分析表明方位、海拔和一年蓬入侵与否对所有草本多样性指数都有显著影响。海拔和一年蓬入侵与否的交互作用对Shannon-wiener和Simpson多样性指数影响显著。金佛山一年蓬的密度与格局强度、草本多样性的相对削减值、种群高度与盖度乘积值显著高于缙云山；重庆南部金佛山1340m,1480m和1930m三个海拔下,一年蓬入侵样地所有草本多样性指数都显著低于一年蓬未入侵样地(p<0.05),且一年蓬的密度和格局强度、草本多样性的相对削减值、种群高度与盖度乘积值最大。4.地域来源、方位及萌发条件对一年蓬种群种子萌发的影响对来自不同地域(东部浙江和中部湖北)与方位(南部和北部)来源的一年蓬种子进行处理,表明地域来源和方位都对一年蓬种子所有萌发特征有显著影响(p<0.05),表现为东部浙江种子萌发特征显著低于中部湖北(p<0.05),而方位南则显著高于方位北(p<0.05)。土壤类型(红壤与棕黄壤)与埋藏深度(0mm,土刚覆盖种子和土壤下5mm)的双因素方差分析表明0mm埋藏种子萌发特征显著高于5mm埋藏(p<0.05)。总的看来,1)入侵更早的东部浙江种群具有更强生长能力与繁殖表现,及叶片发育的稳定性,强于中部与西部种群,而入侵较晚的西部重庆种群生长与叶片特征变异最大。2)西部区域(重庆)一年蓬生长与叶片特征受海拔影响,在南部金佛山1200m-1400m海拔下,形态、生物量最大,且叶片发育更稳定。3)西部区域,海拔及一年蓬入侵对草本群落多样性有显著影响,金佛山区域1200m-1400m海拔影响显著,具更高的多样性相对削减值；一年蓬在西部区域(重庆)的分布具有明显的边界特征,其受海拔影响,进而影响到其入侵性。4)地域与方位对一年蓬种子萌发特征有显著影响,区域遗传可能通过种子固定下来。
【作者】李振；
【导师】张卓文；王永健；
【作者基本信息】华中农业大学，园林植物与观赏园艺，2014，硕士
【关键词】一年蓬；海拔；入侵性；生物量分配；表型可塑性；波动性不对称；叶片功能性状；种子萌发；

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