喜旱莲子草在青藏高原对模拟增温的可塑性:引入地和原产地种群的比较

摘要

气候变暖背景下植物可通过关键性状的表型可塑性来适应环境温度的增加。表型可塑性增强进化假说预测定植到新环境中的入侵植物种群具有演化出更强表型可塑性的潜力。此前对可塑性进化的研究涵盖了外来植物性状对水分条件、光照变化、土壤养分、邻体根系以及天敌防御等的响应,而较少有研究关注增温条件下植物重要性状的可塑性进化。已有的部分研究多集中在温带和热带地区,而较少关注入侵植物在高寒地区对增温的响应;且研究多集中在植物生长相关性状,较少关注功能性状和防御性状。本研究采用同质园实验比较了喜旱莲子草6个引入地(中国)种群和6个原产地(阿根廷)种群,在西藏拉萨模拟全天增温2℃处理下的适合度性状、功能性状和防御性状的响应差异。结果表明:(1)高寒地区模拟全天增温显著提高了喜旱莲子草总生物量(+36.4%)、地上生物量(+34.5%)、贮藏根生物量(+51.4%)和毛根生物量(+33.6%),降低了分枝强度(–19.8%)和比茎长(–30.2%);(2)模拟全天增温使引入地种群的比叶面积和黄酮含量增加,而原产地种群则相反。这些结果表明高寒地区全天增温2℃对喜旱莲子草可能是一种有利条件。引入地种群的适合度性状对模拟全天增温2℃的响应比原产地种群更强,而其光能利用相关性状和防御性状的响应可能提升了其在高寒地区的适合度。因此,在未来全球气候变暖的背景下,高寒地区温度升高可能更有利于喜旱莲子草引入地种群的定植和扩散。