外來植物入侵破壞生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能使其喪失生物多樣性從而對經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會造成深重危害。其中多數(shù)成功入侵的外來植物為具有強(qiáng)繁殖能力的克隆植物,而克隆植物的克隆屬性對其成功入侵性的作用及其機(jī)制尚未明確。喜旱蓮子草被列為我國首批惡性入侵雜草之一,其克隆整合所介導(dǎo)的克隆勞動分工特性對其成功入侵的作用系統(tǒng)研究較少,尤其對其不同類型的克隆勞動分工作用以及與本地物種勞動分工作用的比較鮮有涉及。本文以喜旱蓮子草為主要研究對象,通過溫室受控實(shí)驗(yàn)的方法,檢驗(yàn)遺傳型和環(huán)境誘導(dǎo)型勞動分工存在與否和強(qiáng)弱,研究不同生態(tài)型勞動分工能力差異,并探討其與鄉(xiāng)土種和共存種克隆特性差異以及在種群競爭中優(yōu)勢存在與否,旨在系統(tǒng)探討喜旱蓮子草克隆勞動分工存在的作用,以期深入揭示克隆勞動分工在喜旱蓮子草成功入侵中的貢獻(xiàn)機(jī)制,從而豐富入侵生態(tài)學(xué)和克隆植物生態(tài)學(xué)理論,并可為喜旱蓮子草的防控提供新的理論依據(jù)。本文的主要研究結(jié)果如下:(1)通過對基端和先端部分所處生境進(jìn)行同質(zhì)和異質(zhì)處理,模擬自然條件下喜旱蓮子草可能存在的均勻和不均勻資源(光照和營養(yǎng))分布環(huán)境;對匍匐莖切斷和連接處理比較來驗(yàn)證克隆勞動分工是否存在,并比較各種處理下喜旱蓮子草克隆勞動分工能力強(qiáng)弱。結(jié)果表明:同質(zhì)高光下基端分株切斷生長優(yōu)于連接生長,先端分株連接生長優(yōu)于切斷生長;高光低營養(yǎng)條件下,連接處理的喜旱蓮子草基端和先端分株表現(xiàn)出顯著的資源�；芰�,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,而且這種生物量的分配是對植株的總生長是有益的,表明克隆勞動分工有利于喜旱蓮子草的生長擴(kuò)散,且高光低營養(yǎng)下更加明顯。異質(zhì)資源條件下,基端分株低光高營養(yǎng),連接處理增加了地下部分生長分配;先端分株高光低營養(yǎng),連接處理增加地上生長的分配比例,連接喜旱蓮子草基端和先端均表現(xiàn)出了對資源的�；@取能力,且這種分配方式對喜旱蓮子草的生長是有益的,體現(xiàn)出了異質(zhì)性斑塊條件下克隆勞動分工的對植株生長的貢獻(xiàn)。(2)選取水生和陸生兩種生態(tài)型的喜旱蓮子草在異質(zhì)性斑塊下實(shí)驗(yàn),設(shè)置的異質(zhì)斑塊為基端-先端相反,對其基端和先端分株保持連接和切斷處理來進(jìn)行克隆勞動分工能力差異的對比。結(jié)果表明:匍匐莖切斷處理明顯降低兩種生態(tài)型喜旱蓮子草的生長表現(xiàn),連接處理的兩種生態(tài)型的喜旱蓮子草基端部分和先端部分均發(fā)生形態(tài)上的分工現(xiàn)象;陸生型喜旱蓮子草比水生型有更明顯的克隆勞動分工能力,其基端分株根冠比顯著高于水生型;匍匐莖的連接有利于先端分株的生長,兩種生態(tài)型的整體生長都得到提升;陸生型喜旱蓮子草比水生型喜旱蓮子草對異質(zhì)性斑塊生境有更好地適應(yīng)性,其表現(xiàn)優(yōu)于水生型。(3)選取入侵種喜旱蓮子草、本地種蓮子草和共存種黃花水龍,在異質(zhì)性斑塊資源條件下對其基端和先端部分保持連接和切斷處理,比較三種植物之間對資源的獲取與生物量分配能力差異。結(jié)果表明:基端分株連接的喜旱蓮子草比本地蓮子草和共存黃花水龍都有較高的生長表現(xiàn),先端部分三種植物均有較好的生長表現(xiàn);只有喜旱蓮子草連接與切斷之間總體表現(xiàn)出較為顯著差異,本地蓮子草和水龍連接與切斷處理之間的差異并不顯著;切斷處理明顯降低了喜旱蓮子草基端分株的根冠比,本地蓮子草基端部分根冠比與之變化趨勢相反,但切斷處理對黃花水龍的基端分株影響不明顯;喜旱蓮子草基端分株生物量獲益顯著高于蓮子草和黃花水龍,其中黃花水龍的獲益最低,三者的先端分株生物量受益率無顯著性差異。(4)通過構(gòu)建兩種密度的黃花水龍種群作為喜旱蓮子草先端分株入侵背景群落,對相連的基端喜旱蓮子草部分保持連接和切斷處理,模擬自然生境中的種群入侵過程,比較基端和先端在不同密度種群中的生長與生理表現(xiàn)以及喜旱蓮子草對不同密度種群的種間競爭,同時分析喜旱蓮子草不同存在形式對黃花水龍種群的生長的影響,探討其克隆特性在種群入侵中的優(yōu)勢存在與否。結(jié)果表明:當(dāng)喜旱蓮子草先端分株部分存在不同密度的本地水龍種群時,連接處理明顯降低了喜旱蓮子草基端分株的生長表現(xiàn),先端連接喜旱蓮子草較切斷生長表現(xiàn)增加;高密度水龍種群中切斷的喜旱蓮子草生長表現(xiàn)顯著降低;喜旱蓮子草在高、低密度種群中,連接和切斷的根冠比有明顯差異;喜旱蓮子草先端分株部分,高密度競爭的耗益顯著高于低密度競爭的耗益;喜旱蓮子草的存在均降低了兩種密度種群的生長表現(xiàn),其中對高密度影響更為明顯;而在高密度水龍種群中,喜旱蓮子草切斷處理明顯增加了水龍的耗益,間接表明喜旱蓮子草連接處理不利于水龍的生長。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S451
【部分圖文】：

研究技術(shù)路線

喜旱蓮子草

圖 3.1 實(shí)驗(yàn)陸生型和水生型喜旱蓮子草Fig. 3.1 Terrestrial and aquatic ecotype Alternanthera philoxeroides.驗(yàn)所需材料與儀器

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本文編號：2833308