红树植物无瓣海桑对秋茄生理生态效应的研究

摘要

红树林是一种生长于热带、亚热带海岸潮间带的木本植物，具有重大的经济、社会和生态效益。外来种红树植物无瓣海桑由于具有适应性强和抗逆性强以及扩散快等特点，近几年已成为我国东南沿海湿地红树林生态恢复工程的重要种类。但由于无瓣海桑作为外来引进物种，其是否为入侵种在学术界存在比较大的争论，其对本地种的安全性有待进一步的评估。为了评估无瓣海桑是否为入侵种，本文以“东山湾滨海湿地互花米草防控与生态修复示范基地”为样地，在不同种植间距的外来种无瓣海桑混交于本地种红树植物秋茄林中，研究无瓣海桑对秋茄的种群特征及其叶片C含量、N含量、P含量、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)的活性、过氧化物酶(POD)的活性以及土壤的理化性质的影响。为判定外来种无瓣海桑是否为入侵种提供理论依据。研究结果表明:
　　1、对秋茄种群特征的影响
　　通过2014年4月-2015年7月6个季度的综合比较分析，无瓣海桑与秋茄混交，并未导致秋茄存活数量出现显著减少，但是，会显著抑制秋茄株高、基径、叶片面积、生物量等指标的增长。随着无瓣海桑种植间距减小，并未导致秋茄存活数量出现显逐渐著减少的变化趋势，但是，对秋茄植株的株高、基径、叶片面积、生物量、绝对生长速率(AGR)、根冠比(R/S)的抑制作用会逐渐显著增强。说明，无瓣海桑对秋茄的种群特征存在显著的抑制作用。
　　2、对秋茄叶片生理生化指标的影响
　　无瓣海桑与秋茄混交种植两年至三年后，会导致秋茄叶片C、N、P含量发生变化。具体表现为:无瓣海桑会显著抑制秋茄叶片C含量、N含量、C∶P、N∶P等化学计量指标的增长，会显著促进秋茄叶片P含量以及C∶N等指标的增长;随着无瓣海桑种植间距减小，其对秋茄叶片C含量、N含量、C∶P、N∶P指标增长的抑制作用以及对P含量、C∶N指标的促进作用均会显著增强。
　　无瓣海桑与秋茄混交种植两年至三年后，会导致秋茄叶片的生理发生变化。无瓣海桑会显著抑制秋茄叶片叶绿素a含量、叶绿素a/b等指标的增长，会促进叶绿素b含量的增加;随着无瓣海桑种植间距的减小，对秋茄叶片叶绿素a含量、叶绿素a/b等指标增长的抑制作用以及对叶绿素b含量增加的促进作用均显著增强。无瓣海桑对秋茄叶片CAT和POD酶活性的影响比较相似，均是混交种植两年后，开始出现显著增强，并且随着无瓣海桑种植间距减小，秋茄的叶片的CAT和POD酶活性增强越大。但是，随着无瓣海桑种植间距减小，秋茄叶片SOD酶活性则先显著增强后显著减弱的变化趋势。
　　说明无瓣海桑与秋茄混交种植，会对秋茄叶片生理生化指标产生显著的影响。
　　3、土壤的理化性质研究结果表明:(1)无瓣海桑在一定程度上提高土壤的全碳、全氮、全磷营养元素含量，并且这种提高强度随着无瓣海桑种植间距减小而有所增大。(2)无瓣海桑在一定程度上可以提高土壤的盐度以及降低土壤的pH，但与无瓣海桑种植间距的关系不大。(3)垂直分析结果显示:无瓣海桑与秋茄混交种植，首先提高0-20cm层土壤主要全碳含量、全氮的含量、全磷的含量、盐度值;其次提高20-40cm层的全碳的储量和全磷的含量，以及提高40-60cm层的全氮的含量和盐度值;最后是增加40-60cm土壤层的全碳积累量和全磷持有含量，以及提高20-40cm层土壤的全氮含量和盐度。而混交林中土壤的pH随土壤深度的增加，而出现逐渐下降的趋势。
　　以上研究结果表明，无瓣海桑对秋茄的种群特征、叶片的生理生态指标以及样地土壤理化性质均产生一定的影响，有些指标的影响显著甚至极显著，可以判断红树植物无瓣海桑的引种存在一定的入侵倾向，因此，建议慎重引种无瓣海桑。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 植物外来种概述

1．1．1 植物外来种的相关概念、分类、来源

1．1．2 植物外来种的入侵机制

1．1．3 植物外来种入侵对群落和生态系统的影响

1．2 红树林生态修复物种的研究概述

1．2．1 红树林的功能

1．2．2 乡土种秋茄的生物学特征

1．2．3 外来种无瓣海桑的潜在入侵性

1．3 本研究的目的、意义及主要内容

1．3．1 研究目的和意义

1．3．2 主要研究内容

第2章 无瓣海桑种植对秋茄种群特征及叶片C、N、P的影响

2．1 材料与方法

2．1．1 样地的设置和自然条件概况

2．1．2 调查及采样方法

2．1．3 主要试剂

2．1．4 主要仪器

2．1．5 秋茄形态和生物量分析方法

2．1．6 秋茄叶片C、N、P的分析方法

2．1．7 数据分析

2．2 结果与分析

2．2．1 无瓣海桑种植对秋茄形态特征的影响

2．2．2 无瓣海桑对秋茄生物量的影响

2．2．3 无瓣海桑种植对秋茄叶片C、N、P含量的影响

2．3 讨论

2．3．1 无瓣海桑种植对秋茄形态可塑性及生物量的时空分析

2．3．2 无瓣海桑种植对秋茄叶片C、N、P及化学计量关系

2．4 小结

第3章 无瓣海桑种植对秋茄生理指标的影响

3．1 材料和方法

3．1．1 样地概况

3．1．2 调查及采样方法

3．1．3 主要试剂

3．1．4 主要仪器

3．1．5 秋茄生理指标的测定方法

3．1．6 数据分析

3．2．1 无瓣海桑种植对秋茄叶绿素的影响

3．2．2 无瓣海桑种植对秋茄SOD活性的影响

3．2．3 无瓣海桑种植对秋茄CAT活性的影响

3．2．4 无瓣海桑种植对秋茄POD活性的影响

3．3 讨论

3．3．1 无瓣海桑种植影响秋茄光合色素分析

3．3．2 无瓣海桑种植影响秋茄SOD活性分析

3．2．3 无瓣海桑种植影响秋茄CAT活性分析

3．2．4 无瓣海桑种植影响秋茄POD活性分析

3．4 小结

第4章 无瓣海桑种植对样地土壤理化性质的影响

4．1 材料和方法

4．1．1 样地概况

4．1．2 调查及采样方法

4．1．3 主要试剂

4．1．4 主要仪器

4．1．5 土壤C、N、P及生化指标的测定方法

4．1．6 数据分析

4．2 结果与分析

4．2．1 无瓣海桑种植对样地土壤C含量的影响

4．2．2 无瓣海桑种植对样地土壤N含量的影响

4．2．3 无瓣海桑种植对样地土壤P含量的影响

4．2．4 无瓣海桑种植对样地土壤盐度的影响

4．2．5 无瓣海桑种植对样地土壤pH的影响

4．3 讨论

4．3．1 无瓣海桑种植影响土壤C储量分析

4．3．2 无瓣海桑种植影响土壤N储量分析

4．3．3 无瓣海桑种植影响土壤P储量分析

4．3．4 无瓣海桑种植影响土壤盐度分析

4．3．5 无瓣海桑种植影响土壤pH分析

4．4 小结

5．1 结论

5．2 展望

致谢

参考文献

在学期间科研成果情况