养分水平和氮磷比对入侵植物空心莲子草与非入侵种竞争关系的影响

摘要

生物入侵已成为全球变化的重要组成部分，并在人类干扰和全球气候变化的影响下日益加剧。生物入侵会干扰新栖息地生态系统结构和功能稳定性，降低当地物种的生物多样性，同时阻碍经济发展和危害人类健康。空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.) Griseb.)是世界性的恶性入侵植物，已成为我国湿地的重要入侵种，造成严重的生态危害和经济损失。尤其在富营养分化水体中，空心莲子草能在短时期内迅速繁殖，形成大面积单种群落，给当地的生物多样性和湿地生态系统服务功能带来严重威胁。氮磷元素作为植物最重要的营养元素，对空心莲子草的生长具有重要影响。研究不同养分水平和氮磷比，对空心莲子草生长的影响，及对空心莲子草与非入侵种的种间竞争关系的影响，对于揭示空心莲子草的入侵机制具有重要意义，同时为空心莲子草的防治提供科学依据和建议。
　　 本研究通过温室实验，研究了不同养分水平和氮磷比条件下，空心莲子草的生长指标及与非入侵种竞争关系的变化。实验中设置低、中、高3个养分水平，同时每个养分梯度下设置3个氮磷比(1、10、100)。实验材料采用3个物种，分别为入侵植物空心莲子草（Alternanthera philoxeroies）、本地植物水芹(Oenanthejavanica)及外来非入侵植物黄菖蒲(Iris pseudacorus)，采用单种和混种的种植方式，研究不同养分处理对空心莲子草及与其他2种非入侵植物的种间竞争关系的影响。
　　 空心莲子草的单种实验结果表明，养分水平和氮磷比对空心莲子草的生物量积累、形态特性、光合荧光及叶片氮磷含量均有显著影响。高养分水平显著地增加了空心莲子草的生物量积累、分枝数、分蘖数、匍匐茎长。氮磷比对空心莲子草植物地上部分，如分枝数、分蘖数、匍匐茎长等有显著影响，而对其生物量分配无显著影响。空心莲子草的比叶面积随着养分水平的升高显著地减低，在高养分下，具有最低的比叶面积;同时，在同一养分水平下，比叶面积随着氮磷的降低而显著增加，在氮磷比为1的条件下，具有最高的比叶面积。
　　 空心莲子草与2种非入侵植物的混种实验结果表明，在不同的养分条件下，空心莲子草具有比其他2个物种更高的表型可塑性，对环境的适应性较强。入侵种空心莲子草对养分水平的响应更为敏感，同时对氮磷比的响应快于其他2个物种，从而更好的促进自身生长和竞争能力。不同的养分条件下，入侵种空心莲子草的比叶面积具有较高的表型可塑性，而本地种水芹的比叶面积表型可塑性较低。空心莲子草叶片具有比其他2个物种更高的氮磷含量，表明该物种具有较强的氮磷吸收能力，对高养分生境的适应性强。
　　 在入侵种空心莲子草与2种非入侵植物混种实验中，空心莲子草具有绝对的竞争优势，高养分环境下空心莲子草的竞争优势更大，而低养分环境在一定程度上能降低空心莲子草的竞争优势。氮磷比对空心莲子草的竞争优势的影响随着养分总体水平不同而变化，在中养分条件下，磷元素在空心莲子草入侵的过程中扮演着重要角色，而在低和高养分下，氮磷比对该物种的入侵没有显著影响。
　　 总之，养分水平和氮磷比对空心莲子草及其与其他2个非入侵种的竞争关系均有显著影响，空心莲子草可塑性强，且对高养分环境更为适应。研究结果有助于揭示空心莲子草的入侵机制和预测环境变化对其未来入侵趋势的影响，同时为空心莲子草的防治工作提供科学依据和建议。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景

1．1．1 生物入侵研究概况

1．1．2 养分水平及氮磷比对植物竞争关系的影响

1．2 空心莲子草入侵机制及综合管理研究

1．2．1 空心莲子草的分布与危害

1．2．2 空心莲子草成功入侵的内在因素

1．2．3 空心莲子草成功入侵的外在因素

1．2．4 空心莲子草的综合管理

1．3 研究目的及意义

第二章 材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 空心莲子草

2．1．2 水芹

2．1．3 黄菖蒲

2．2 实验设计

2．3 实验收获及研究指标

2．4 数据分析

第三章 养分水平及氮磷比对空心莲子草生长的影响研究

3．1 养分水平和氮磷比对实验指标的双因素方差分析

3．2 养分水平和氮磷比对空心莲子草生长特性的影响

3．3 养分水平和氮磷比对空心莲子草生物量积累及生物量分配的影响

3．4 养分水平和氮磷比对空心莲子草光合荧光及叶片氮磷含量的影响

3．5 讨论

3．6 本章小结

第四章 养分水平和氮磷比对空心莲子草与不同物种竞争关系影响的研究

4．1 养分水平和氮磷比对实验指标的双因素方差分析

4．2 养分水平及氮磷比对各物种生物量的影响

4．3 养分水平和氮磷比对各个物种生物量分配的影响

4．4 养分水平和氮磷比对各物种比叶面积和光合荧光的影响

4．5 养分水平及氮磷比对各物种叶片氮磷含量的影响

4．6 养分水平和氮磷比对空心莲子草与其他非入侵种竞争关系的影响

4．7 讨论

4．8 本章小结

第五章 结论及建议

5．1 结论

5．1．1 养分水平和氮磷比对空心莲子草生长的影响

5．1．2 养分水平和氮磷比对空心莲子草与非入侵种竞争关系的影响

5．2 本论文的创新点

5．3 建议

5．3．1 对空心莲子草防治的建议

5．3．2 对进一步研究的建议

参考文献

致谢

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