冠层恒定性：外来入侵种喜旱莲子草对遮荫、密度和干扰的生长反应

摘要

外来种入侵已在全球范围内造成严重的环境问题和经济危害，并成为当今生态学研究的一个热点。基于对我国境内重要外来入侵种一喜旱莲子草(Alternantheraphiloxeroides(Mart.)Griseb)国内外研究文献以及国际入侵生态学研究动向的分析(报告第一章)，我们的研究项目《喜旱莲子草入侵中生长变异的遗传基础及其生态学效应》得到国家自然科学基金的资助(03040052)。本研究报告是该基金项目的一部分，主要研究和回答喜旱莲子草入侵的2个最基本的问题：什么样的生境容易受到喜旱莲子草的入侵?什么样的生长特征对喜旱莲子草的入侵是至关重要的?即确定影响喜旱莲子草入侵的外因和内因。报告主体为4个实验，分别为： ●实验1(第二章)为野外实验，初步得到“可塑性生长和优先占据具有较高土壤养分的小生境是喜旱莲子草沿河岸带入侵的基本特征”的结论，为进行以光竞争为主导的控制实验奠定基础。 ●实验2(第三章)喜旱莲子草对光照强度(相当于10％、34％、100％的正常光照)的生长反应实验。该实验结果指出，喜旱莲子草耐荫、喜光、冠层恒定。 ●实验3(第四章)喜旱莲子草对密度梯度(每盆种植3、6、12、24株)的生长反应实验。结果显示，喜旱莲子草的生长是非密度依赖的，随种群密度的增加种内竞争的强度没有明显变化；冠层形成为等速生长且不受密度影响。 ●实验4(第五章)水流和人类活动的干扰是喜旱莲子草入侵生境的另一个特征，本实验研究了营养性繁殖体的片段化(直径3～5mm的根段被切成1、3、6cm，分别埋藏在3、7、15cm的深度)对喜旱莲子草种群更新的影响。指出对喜旱莲子草营养繁殖体的片段化干扰不影响它的种群更新，相反喜旱莲子草繁殖体的片段化助长了它的扩散。干扰不影响喜旱莲子草形成冠层的效率。 主要研究结论是： (1)冠层恒定性是影响喜旱莲子草入侵性的重要的生长特征。维持恒定的冠层不仅是自身获取光资源的重要条件，而且也是竞争、妨碍其它植物的重要手段。这也正是喜旱莲子草可以在野外不同条件的生境下定居、拓展、形成单种优势群落的重要原因。冠层恒定性的含义有两个：i)喜旱莲子草的冠层形成为等速生长，即它的每克个体生物量所形成的地上生物量、叶生物量或叶面积，以及每克叶生物量所形成的叶面积不受个体大小的影响；ii)喜旱莲子草冠层形成的等速生长关系不受遮荫、密度和繁殖体片段化干扰的影响。 (2)优先占据具有较高水分和土壤养分的小生境是喜旱莲子草沿河岸带入侵的基本特征。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1喜旱莲子草的生物学和地理分布

1.1系统学

1.2形态和生活史特征

1.3地理分布和入侵历史

2喜旱莲子草入侵的影响

3喜旱莲子草入侵生物学文献评述

4入侵生态学研究的评述

4.1入侵生态学的基本框架和基本问题

4.2入侵生态学发展的新特征-重视生物入侵中的生态和进化过程

5本项目研究的目的和内容

第二章喜旱莲子草沿河岸带不同生境的盖度变化及形态可塑性

摘要

1引言（Introduction）

2材料与方法(Materials and methods)

2.1研究地点(The study area)

2.2实验设计和取样(Experiment design and sampling)

2.3统计分析(Statistical analyses)

3结果(Results)

3.1不同小生境的基质特征(Substrate attributes among microhabitats)

3.2小生境间的植被盖度变化(Cover shift among microhabitats)

3.3小生境间植物生长形态的变化(Morphological variations among microhabitats)

3.4分支密度和冠层高度(Stem density and canopy height)

4讨论(Discussion)

4.1生境的特征与生境的入侵力(Habitat properties and invasibility)

4.2喜早莲子草的表型可塑性和它在中国的扩散(Phenotypic plasticity and thd colonization of A.Philoxeroides in china)

4.3外来入侵种的表型可塑性、种内释放和EICA假说(Phenotypic plasticity,intraspecific release and EICA hypothesis)

Acknowledgemens

第三章喜旱莲子对光强的生长反应

摘要

1引言

2材料与方法

2.1研究材料

2.2实验设计

2.3统计分析

3结果

3.1种群生长特征

3.2生物量分配

3.3叶面积-生物量关系

3.4气体交换特征

4讨论

4.1喜旱莲子草对不同光照强度的生长反应-冠层恒定

4.2喜旱莲子草的耐荫性与对水分条件的形态可塑性

4.3喜旱莲子草研究方法探讨

第四章喜旱莲子草的光竞争和异速生长：密度依赖的或是非密度依赖的?

摘要

1引言（Introduction）

2材料与方法(Material and methods)

2.1材料(Species)

2.2实验设计和取样(Experimental Setup)

2.3统计分析(Data aanalysis)

3结果(Results)

3.1种群反应(Stand responses)

3.2种群内个体大小结构(Size structure)

3.3生物量-生物量关系(Mass-mass allometry)

3.4叶面积-生物量关系(Area-mass allometry)

3.5高度-生物量关系(Height-mass allometry)

3.6分枝模式(Branching pattern)

4讨论

4.1种群结构(POpulation structure)

4.2异速生长(Allometric growth)

4.3竞争性避荫和互助性避荫(Competitive shade avoidance aand communal shade avoidance)

4.4低光强对喜旱莲子草生长的影响(The effect of low irradiance on growth of A.philoxeroides)

4.5非密度依赖的生长反应和喜旱莲子草的种群策略(Density-independent responses and thd population strategy of colonization of A.philoxeroides)

第五章块根大小和埋藏深度对喜旱莲子草种群更新的影响

摘要

1前言(introduction)

2材料与方法(Materials and methods)

2.1材料(Species)

2.2实验设计和取样(Experiment design and sampling)

2.3统计分析(Statistical analyses)

3结果(Results)

3.1出苗(Emergence)

3.2个体生物量、主枝长度和无性分株数目(Individual biomass,stem length and ramet number)

3.3生物量和叶面积的异速生长关系(Allometric relationships of mass vs.mass or leaf area vs.mass)

4讨论(Discussion)

4.1无性分株的出土(Ramet emergence from tuber fragments)

4.2喜旱莲子草的冠层恒定性(Canopy constant of A.philoxeroides)

参考文献(Reference)

博士生期间发表的学术论文

博士后期间已整理送审的文章目录

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