本文關(guān)鍵詞：土壤鹽脅迫下植物之間的相互作用及根系和叢枝菌根的影響

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【摘要】：植物之間的相互作用(競爭competition或互惠facilitation)是影響植物種群和群落結(jié)構(gòu)的重要因素,植物之間相互作用的性質(zhì)和強度受到非生物／生物環(huán)境因子的影響,在環(huán)境脅迫條件下傾向于互惠。對植物之間相互作用沿環(huán)境梯度轉(zhuǎn)變的機理的研究,目前主要從環(huán)境脅迫和植物地上部分冠層效應(yīng)進(jìn)行,植物地下部分(根系及根際微生物)的影響有待揭示。為此,本研究以在自然灘涂廣泛分布的檉柳(Tamarix chinensis L.)為植物系統(tǒng),通過野外實驗和溫室受控實驗,結(jié)合整合分析和文獻(xiàn)分析方法,研究了(1)脅迫環(huán)境下,生物量-密度關(guān)系在不同物種間的差異是否是由植物相互作用驅(qū)動的?(2)植物間相互作用對環(huán)境脅迫的響應(yīng)規(guī)律是什么?(3)植物間相互作用主要是由冠層效應(yīng)驅(qū)動還是由地下效應(yīng)驅(qū)動?(4)叢枝菌根真菌對植物間相互作用的調(diào)節(jié)及其對環(huán)境脅迫的響應(yīng)如何?研究取得了以下結(jié)果：1植物間相互作用在物種間的差異是解釋不同植物物種種群動態(tài)變化差異的機制之一文獻(xiàn)分析和野外調(diào)查表明,脅迫環(huán)境下,生物量-密度關(guān)系存在明顯的物種特異性,植物種類不同,生物量-密度關(guān)系明顯不同。實驗進(jìn)一步表明,這種差異是由不同物種植物間相互作用性質(zhì)和強度的變化引起的。對同一鹽分水平耐受性不同的物種,其個體間相互作用性質(zhì)和強度不同,鄰體效應(yīng)指數(shù)從-0.42到0.19。生物量-密度關(guān)系指數(shù)與個體間鄰體效應(yīng)指數(shù)呈正相關(guān)(r=0.81)：對脅迫耐受性強的物種(如檉柳),鄰體效應(yīng)值更負(fù),生物量-密度關(guān)系曲線更斜。2隨土壤鹽脅迫程度增加植物間相互作用向競爭減弱或互惠增強單向轉(zhuǎn)變溫室人工鹽梯度實驗表明,隨土壤含鹽量從0.05%逐漸增加到0.8%,植物間相互作用表現(xiàn)為競爭強度減弱(鄰體為幼苗檉柳,鄰體效應(yīng)指數(shù)從-0.21轉(zhuǎn)變?yōu)?0.02)或轉(zhuǎn)變?yōu)檎?yīng)(鄰體為成株檉柳,鄰體效應(yīng)指數(shù)從-0.34轉(zhuǎn)變?yōu)?.25),在高鹽分脅迫條件下,沒有出現(xiàn)互惠減弱的趨勢。3土壤鹽脅迫下地下效應(yīng)是驅(qū)動植物間相互作用的主要因素土壤鹽脅迫下(鹽分含量0.62%),鄰體植物提高了目標(biāo)植物地上部分生物量和菌根侵染率。冠外拽實驗表明,冠層效應(yīng)影響不顯著(鄰體效應(yīng)指數(shù)與零差異不顯著),鄰體植物主要通過地下效應(yīng)影響目標(biāo)植物生長。土壤鹽脅迫下(鹽分含量0.8%),成株和幼苗檉柳根際土壤中含鹽量分別降低了72.38%和23.90%、有機質(zhì)含量分別增加了75.33%和21.16%,叢枝菌根真菌孢子密度增加了90.87%和16.27%。鄰體植物(尤其是成株鄰體)可能通過上述對微環(huán)境的改善促進(jìn)其周圍植物個體的生長。4在脅迫環(huán)境下叢枝菌根真菌調(diào)節(jié)植物間養(yǎng)分吸收是植物間正相互作用的重要驅(qū)動力之一通過整合分析發(fā)現(xiàn),只有在脅迫條件下,叢枝菌根真菌調(diào)節(jié)正的鄰體效應(yīng),其效應(yīng)值顯著大于零(P0.001)；無脅迫條件下,目標(biāo)植物對叢枝菌根真菌的響應(yīng)不顯著。自然灘涂實驗結(jié)果表明,土壤鹽脅迫下(鹽分含量0.62%),叢枝菌根真菌減弱相鄰植物間競爭強度或促進(jìn)互惠；無鹽分脅迫條件下,叢枝菌根真菌加劇鄰體間的競爭。溫室受控實驗結(jié)果顯示,當(dāng)菌絲網(wǎng)絡(luò)存在時,鄰體能夠增加目標(biāo)植物地上部分生物量、菌根侵染率和15N含量,說明土壤鹽脅迫條件下,菌絲網(wǎng)絡(luò)能夠幫助幼苗個體從鄰體側(cè)吸收養(yǎng)分,從而促進(jìn)其生長。5土壤鹽脅迫下成株植物通過叢枝菌根真菌促進(jìn)鄰體幼苗生長自然灘涂實驗和溫室受控實驗結(jié)果均表明,土壤鹽脅迫下(鹽分含量0.62和0.8%),與幼苗鄰體相比,成株鄰體更傾向于促進(jìn)目標(biāo)幼苗的生長：幼苗鄰體效應(yīng)值與零差異不顯著,成株鄰體效應(yīng)值顯著大于零。菌絲隔離實驗進(jìn)一步表明,叢枝菌根真菌網(wǎng)絡(luò)幫助目標(biāo)幼苗從鄰體側(cè)獲得養(yǎng)分。整合分析結(jié)果也表明,當(dāng)成株鄰體存在時,叢枝菌根真菌網(wǎng)絡(luò)顯著促進(jìn)目標(biāo)植物的生長,其效應(yīng)值為1.28,且顯著大于零；而當(dāng)鄰體為幼苗植株時,目標(biāo)植物對叢枝菌根真菌網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)不顯著,效應(yīng)值為0.08。
【關(guān)鍵詞】：植物相互作用 種群動態(tài) 脅迫梯度假說 地下效應(yīng) 叢枝菌根真菌 鄰體年齡 鹽脅迫 檉柳
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q945.78
【目錄】：

• 摘要9-11
• Abstract11-14
• 第一章 緒論14-27
• 1 引言14-15
• 2 研究進(jìn)展15-24
• 2.1 植物-植物相互作用與種群動態(tài)15-16
• 2.2 植物-植物相互作用與環(huán)境條件16-19
• 2.3 植物正相互作用機理19-21
• 2.4 叢枝菌根對植物相互作用的調(diào)節(jié)21-24
• 3 本研究所要回答的科學(xué)問題和總體框架24-27
• 第二章 植物相互作用與種群動態(tài)27-35
• 1 科學(xué)問題的提出27-28
• 2 材料與方法28-30
• 2.1 生物量-密度關(guān)系文獻(xiàn)分析28
• 2.2 自然灘涂調(diào)查實驗28-30
• 3 結(jié)果30-33
• 3.1 生物量-密度關(guān)系的種間差異30-31
• 3.2 植物鄰體效應(yīng)與生物量-密度關(guān)系31-33
• 4 小結(jié)33-35
• 第三章 植物相互作用隨環(huán)境脅迫變化規(guī)律35-43
• 1 科學(xué)問題的提出35-36
• 2 材料與方法36-38
• 2.1 實驗材料36
• 2.2 同齡鄰體間相互作用實驗36-37
• 2.3 非同齡鄰體間相互作用實驗37-38
• 3 結(jié)果38-42
• 3.1 同齡鄰體間相互作用隨土壤鹽脅迫變化規(guī)律38-40
• 3.2 非同齡鄰體間相互作用隨土壤鹽脅迫變化規(guī)律40-42
• 4 小結(jié)42-43
• 第四章 植物鄰體間冠層效應(yīng)與地下效應(yīng)的相對重要性43-53
• 1 科學(xué)問題的提出43-44
• 2 材料與方法44-45
• 2.1 自然灘涂檉柳根際土壤分析44
• 2.2 同齡植物間相互作用44-45
• 2.3 非同齡植物間相互作用45
• 3 結(jié)果45-51
• 3.1 檉柳改善根際土壤微環(huán)境45-47
• 3.2 鹽脅迫下同齡植物間地下互惠47-49
• 3.3 鹽脅迫下非同齡植物間地下互惠49-51
• 4 小結(jié)51-53
• 第五章 土壤鹽脅迫下叢枝菌根對植物鄰體效應(yīng)的調(diào)節(jié)53-70
• 1 科學(xué)問題的提出53-54
• 2 材料與方法54-59
• 2.1 整合分析54-56
• 2.2 叢枝菌根真菌對植物間相互作用的調(diào)節(jié)56-57
• 2.3 叢枝菌根真菌網(wǎng)絡(luò)對植物間養(yǎng)分吸收的影響57-59
• 3 結(jié)果59-68
• 3.1 叢枝菌根真菌網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動植物間正相互作用59-60
• 3.2 鹽脅迫下叢枝菌根真菌調(diào)節(jié)植物間相互作用60-64
• 3.3 鹽脅迫下叢枝菌根真菌網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)鄰體間養(yǎng)分吸收關(guān)系64-68
• 4 小結(jié)68-70
• 第六章 討論、結(jié)論與展望70-81
• 1 討論70-79
• 1.1 土壤鹽脅迫下植物間相互作用與種群動態(tài)70-71
• 1.2 土壤鹽脅迫下植物相互作用變化規(guī)律71-72
• 1.3 土壤鹽脅迫下植物間通過地下效應(yīng)互惠72-73
• 1.4 叢枝菌根真菌對植物相互作用的調(diào)節(jié)及環(huán)境因子的影響73-77
• 1.5 鄰體年齡對植物間相互作用的影響及叢枝菌根真菌的調(diào)節(jié)77-79
• 2 結(jié)論79-80
• 3 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-96
• 附錄1 第二章文獻(xiàn)分析所用數(shù)據(jù)的文獻(xiàn)來源96-97
• 附錄2 第四章實驗設(shè)計模式圖97-98
• 附錄3 第五章整合分析所用數(shù)據(jù)的文獻(xiàn)來源98-99
• 附錄4 第五章實驗設(shè)計模式圖99-101
• 附錄5 攻讀博士學(xué)位研究生期間所參與的項目101
• 附錄6 攻讀博士學(xué)位研究生期間所發(fā)表的論文101-102
• 致謝102-103

【參考文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張倩;植物相互作用與叢枝菌根真菌[D];浙江大學(xué);2011年

2 楊海水;宿主植物對叢枝菌根真菌的影響—共生功能、地理分布及多樣性[D];浙江大學(xué);2013年

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本文編號：644382