土壤水分对外来入侵植物五爪金龙植株表型可塑性和化感作用的影响

外来入侵植物五爪金龙（Ipomoea cairica）对华南地区的生态环境造成严重危害,表型可塑性可增强外来物种的入侵能力。本文通过盆栽试验研究土壤含水量为10%、20%和30%对外来入侵植物五爪金龙种子萌发、植株表型可塑性和化感作用的影响,探讨五爪金龙对土壤水分变化的响应机理,为进一步了解五爪金龙的入侵机理和提高对入侵种的预警和控制能力提供理论依据。结果表明,（1）在土壤含水量为10%,20%和30%条件下,五爪金龙种子的萌发率分别为15.2%、36.4%和33.6%。五爪金龙种子的萌发率随土壤含水量的增加而增加,尤其是在土壤含水量为30%时,五爪金龙种子萌发率最高。（2）土壤含水量为10%、20%和30%时,五爪金龙植株的总生物量分别为0.88、2.26和2.42 g。与土壤含水量为10%相比,土壤含水量为20%和30%条件下五爪金龙的总生物量分别增加了156.8%和175.0%,表明土壤水分增加显著增加了五爪金龙的总生物量。土壤含水量增加显著增加了五爪金龙的叶面积、叶生物量比、比叶面积和茎长,同时减少了根生物量比和根冠比,而对茎生物量比无显著影响。（3）相同浓度的五爪金龙水浸提液对受体植物莴苣（Lactuca sativa）和萝卜（Raphanus sativus）根长和苗高生长的化感抑制作用随着土壤含水量的减少而增强。研究表明：五爪金龙通过改变生物量分配模式和化感潜力对土壤水分变化有一定的适应能力。     

不同氮磷比下入侵种五爪金龙和本地种鸭脚木的竞争表现

以在华南地区危害十分严重的入侵种五爪金龙Ipomoea cairica和其主要危害的本地植物之一鸭脚木Schefflera oc-tophflla为研究对象,通过竞争实验,分析了在3个不同氮磷比(5、15、45)下两种植物的生理生态特征,三个氮磷比在3个不同营养量下重复.结果表明,氮磷比、营养量以及两者的交互作用对五爪金龙和鸭脚木的多数生理生态指标具有显著的影响.在低营养量下,氮磷比最低(5)时五爪金龙具最佳生长,入侵潜力最大;随着氮磷比的增大,五爪金龙入侵潜力下降,鸭脚木生物量、Pmaz、SLA增大,有利于鸭脚木的生长;在中等营养量下,氮磷比最大时最不利于五爪金龙生长,氮磷比为15时最不利于鸭脚木的生长;在高营养量下,氮磷比最大时鸭脚木生长状况最好,而五爪金龙生物量、Pmax、SLA则减小.氮磷比的升高,更有利于鸭脚木的生长.另外,在低营养量时,随着氮磷比的升高,五爪金龙茎叶中的氮磷比反而明显下降,表明五爪金龙的生长更易受磷水平的限制.     

攀援与匍匐生长五爪金龙总黄酮及绿原酸含量的比较

在支持物存在与否的条件下,藤本植物常表现为攀援与匍匐生长方式。研究生长方式对藤本植物总黄酮和绿原酸含量的影响有助于进一步探讨攀援行为对藤本植物次生代谢产物积累规律的影响,有助于藤本植物的开发利用。以攀援与匍匐生长的五爪金龙(Ipomoea cairica L.)为实验材料,采用分光光度法,测定了五爪金龙根、茎、叶中总黄酮和绿原酸含量。结果表明:生长方式对五爪金龙叶中总黄酮和绿原酸含量的影响较大,对根次之,对茎影响最小。在栽培和野生条件下,匍匐生长五爪金龙根、茎、叶中总黄酮及绿原酸质量分数具有高于攀援生长五爪金龙的趋势,表明匍匐生长方式对五爪金龙产生了某种胁迫,促进了叶中次生代谢产物的积累。除匍匐生长五爪金龙叶的总黄酮质量分数显著高于攀援生长型外,其他部位攀援生长和匍匐生长处理组均未达到显著差异水平。研究还发现,支持物胁迫可能是导致攀援生长和匍匐生长五爪金龙次生代谢产物积累差异的原因。支持物胁迫对匍匐生长五爪金龙叶中次生代谢产物积累影响较大,对根和茎影响较小。栽培条件下,匍匐生长五爪金龙叶中总黄酮及绿原酸含量均最高,分别为2.780%和1.577%。由此可见,采取匍匐生长方式栽培五爪金龙最具有开发利用价值。     

自然生境中五爪金龙总黄酮含量的比较

五爪金龙(Ipomoea cairica(Linn.)Sweet)是粤东地区的主要入侵杂草,危害严重农林业生产和自然生态系统.采用超声波辅助乙醇浸提、硝酸铝-亚硝酸钠显色法测定并比较了自然生境中五爪金龙各器官的总黄酮质量分数,试图为五爪金龙生态适应性的探讨、化学成分开发利用的可行性提供有价值的参考.结果表明:总黄酮质量分数在五爪金龙不同器官中的分布规律相同,表现为叶>根>花>茎,叶片总黄酮质量分数与其他器官的差异均达显著水平(P<0.05),其中植物园生境中五爪金龙叶片总黄酮质量分数为最高,达到1.156 mg·g-1,卧石洞生境中五爪金龙茎总黄酮质量分数最低,仅为0.175 mg·g-1;不同的自然生境中,五爪金龙总黄酮质量分数也存在显著差异,光照强度及种间竞争程度这两个因子对五爪金龙的总黄酮质量分数有明显影响,彼此呈正相关关系;五爪金龙植物总黄酮质量分数最高为0.670 mg·g-1(植物园),虽然五爪金龙的总黄酮质量分数低于目前已经报道的一些植物,但是其资源丰富,成本低廉,亦具有一定的开发价值.     

从生态化学计量学的角度初探五爪金龙（Ipomoea cairica）的入侵机制

五爪金龙（Ipomoea cairica）是一种入侵性极强的外来杂草,在我国华南地区已造成严重危害。前人从传粉、种子萌发特性、再生能力、光能利用能力、土壤肥力利用等方面,对五爪金龙成功入侵华南地区进行研究,文本旨在从生态化学计量学的角度,进一步揭示五爪金龙成功入侵华南地区的机制。本研究通过对华南农业大学校园内10个五爪金龙严重入侵样地进行调查,收集样方中（0.5 m2）的全部植物样品,及植物所在样地20 cm表层土,调查五爪金龙的常见伴生种,测定五爪金龙及伴生种的含水率、叶绿素 SPAD 值,生物量、以及植物、土壤样品的 C、N、P、K 含量,并计算得出植株及土壤的化学计量学指标。结果表明,五爪金龙常与本地种鸡矢藤（Paederia scandens）形成共生群落,共生群落中五爪金龙和鸡矢藤的生物量比值稳定,在5？1~6？1间波动。共存群落中,五爪金龙植株的N、P、K质量分数显著高于鸡矢藤,但C质量分数、w（C）/w（N）、w（C）/w（P）则显著低于鸡矢藤。更有趣的是,共存群落中五爪金龙与鸡矢藤的生物量比值与土壤全量w（N）/w（P）、速效（N）/w（P）呈显著正相关关系,既在五爪金龙生物量在共生群落中的优势程度,随土壤 w（N）/w（P）在5？1~15？1这个范围内的提高而提高。此外,在五爪金龙严重入侵的样地中,五爪金龙植株w（C）/w（P）、w（C）/w（P）、w（N）/w（P）、w（N）/w（K）、w（P）/w（K）等化学计量学特征相比鸡矢藤,也与土壤对应化学计量学特征更为接近。以上4个结果暗示着,在五爪金龙可入侵新样地时,可能通过改变入侵地土壤矿质元素比例,使其更加适合自身吸收,从而促进其成功入侵。本研究将为解释五爪金龙入侵机制提供新的理论参考。     

五爪金龙不同部位化感作用可塑性变化

为探讨五爪金龙化感作用可塑性,利用生物检测法研究了五爪金龙不同部分水提液对莴苣种子萌发的影响,结果表明:经过长期的适应和进化,五爪金龙不同部位化感作用变化幅度具有不同程度的差异;随水提液质量浓度的增加,五爪金龙植株整体化感作用变化范围增加,不同部位之间化感作用变化幅度差异加大。五爪金龙不同部位化感综合效应的质量浓度敏感性大小与其化感作用效率有关。五爪金龙不同部位化感综合效应平均值大小与其95%置信区间不存在协变关系,但其化感综合效应平均值的95%置信区间大小可以表征化感可塑性变化范围。五爪金龙较高的化感作用可塑性有利于增强其种间竞争能力。     

模拟酸雨对五爪金龙幼苗光合生理特性的影响

在华南地区,酸雨引起的农作物和经济作物生长发育障碍常导致严重的经济损失,而一些有害入侵种在酸雨条件下仍在扩散,危害性未受到明显的抑制.因此,酸雨条件下入侵种生物学特性研究有助于揭示其入侵规律.在人工环境条件下（光照培养箱的温度为30 ℃,相对湿度为47.6%,光合有效辐射为63.6 μmol·m^-2·s^-1）进行五爪金龙（Ipomoea cairica L）盆栽试验.五爪金龙幼苗每天喷施营养液.采用模拟酸雨（pH梯度为2、3、4、5、6）对幼苗进行胁迫实验,利用LI-6400便携式光合仪和分光光度法测定其光合生理特性指标.结果表明：五爪金龙叶片净光合速率随酸雨pH值的下降而降低.当光合有效辐射（PAR）低于200 μmol·m^-2·s^-1时,不同酸雨处理叶片的净光合速率均随光合有效辐射强度的增加而增大;当光合有效辐射高于200 μmol·m^-2·s^-1时,同一光合有效辐射不同pH处理叶片的净光合速率均为：CK（对照） 〉 pH6.0 〉 pH5.0 〉 pH4.0 〉 pH3.0 〉pH2.0.随着酸雨pH值的下降,光饱和点、光补偿点、最大净光合速率、表观量子效率和暗呼吸速率均呈下降的趋势.其中,pH3.0和pH2.0酸雨处理对各项光合特性参数的抑制作用均达到了显著水平.酸雨胁迫导致五爪金龙叶片叶绿素含量下降,丙二醛含量（MDA）和可溶性糖含量均显著增加,表明酸雨胁迫对叶片细胞膜系统产生了破坏作用.pH6.0、pH5.0和pH4.0酸雨处理对五爪金龙的光合生理特性影响较小,pH值为3.0和2.0的酸雨处理对五爪金龙的光合能力抑制显著.酸雨胁迫导致五爪金龙利用强光能力下降,提高了其利用弱光的能力.五爪金龙光合生理特性对酸雨环境较为敏感,对酸雨胁迫具有一定的耐受性和适应性.     

土壤含水量对三种阔叶树苗气体交换及生物量分配的影响

在温室内用盆栽法研究了土壤含水量对茶条槭、山梨和山桃的气体交换及生物量分配的影响,设置4种土壤水分处理(土壤相对含水量75．0％、61．1％、46．4％和35．4％)．结果表明：随土壤含水量降低，3树种苗木净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均下降，土壤含水量最低时，茶条槭苗木各生理指标降低幅度最大，山梨和山桃次之．茶条槭和山梨水分利用效率(WUE)随土壤含水量的减少呈降低趋势，山桃WUE呈升高趋势．水分胁迫下，3树种苗木根分配生物量显著增加．茶条槭在水分胁迫下，根冠比增加幅度最大，山梨次之，山桃最小．此外，茶条槭叶形态可塑性强，随土壤含水量降低，茶条槭单叶叶面积和总叶面积显著减小，叶厚度增加．山梨和山桃在水分胁迫下单叶叶面积及总叶面积无显著变化．综合3树种苗木在水分胁迫下的生理和形态指标及生物量分配的变化，茶条槭和山桃对水分胁迫的适应能力强于山梨．表4参31     

江苏潮滩湿地不同生境互花米草形态与生物量分配特征

通过对江苏潮滩湿地不同生境互花米草(Spartina alterniflora)种群生境特征、形态与生物量分配特征的分析,研究籽实成熟期互花米草形态与生物量分配特征及其影响因素.结果表明:(1)江苏潮滩湿地自海向陆不同生境间互花米草单株地上生物量、各形态指标、叶生物量比、繁殖分配Ⅰ和繁殖分配Ⅱ差异均显著(P<0.05),且与形态指标及其他生物量分配指标相比,繁殖分配的变异系数最大.(2)互花米草发生地米草生长时间最长,各形态指标(除种子数外)及单株地上生物量均最高;定居时间为1 a的米草各形态指标及单株地上生物量均最低.互花米草单株地上生物量及各形态指标分别与种群定居时间之间均呈正相关关系,其中单株地上生物量、茎长、叶长、叶宽、茎直径和种子数与种群定居时间均在α=0.01或α=0.05水平上呈显著正相关.(3)互花米草各形态指标(除种子数外)与土壤有机质、土壤总氮间均在α=0.01或α=0.05水平上呈显著正相关,土壤有机质与总氮是引起互花米草形态特征差异的重要因素.(4)互花米草各生物量分配指标与种群定居时间及土壤环境因子间在大多数情况下相关不显著,在特定的生境中互花米草特殊的生物量分配特征可能是其适应并成功入侵江苏潮滩湿地不同生境的重要原因之一.     

九寨沟自然保护区4种水深梯度下芦苇分株地上生物量的分配与生长

芦苇是世界自然遗产--九寨沟自然保护区的一种重要的湿地植物.本文对该地区芦苇海4个不同水深梯度下芦苇的无性系地上分株的生物量分配、生长与繁殖策略进行了比较研究.结果表明,在47 cm (水在土层表面上)水深环境中,芦苇单株的平均生物量(4.2 g)最大.在-15 cm (水在土层表面下15 cm)的生境中,叶生物量百分比(叶生物量占单株总生物量的百分比, 46.1%)最大.芦苇地上分株高度、地上分株有分枝的单株百分比(茎上有分枝的分株占样地总分株的百分数)也存在明显的差别.茎的生物量分配百分比和生长速率随水深的增加而增加.在滩地生境中,开花率、花序的生物量百分比明显大于水较深的生境.分株株高与分株生物量、茎生物量与叶生物量都表现出较明显的幂指数异速生长规律.在-15 cm水深的生境中,叶生物量的生长快于茎的增长;在其他水深梯度的生境中,则是茎生物量的增加快于叶生物量的增加.