增溫和氮沉降對加拿大一枝黃花入侵性的影響.pdf

1、全球變化已經(jīng)從不同的時空尺度對人類賴以生存的地球生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了深刻影響，其引發(fā)的一系列生態(tài)環(huán)境問題已引起人們的廣泛關(guān)注。氣候變暖、大氣氮沉降和生物入侵是全球變化最重要的組成部分，氣候變暖和大氣氮沉降可能通過改變物種棲息地特征，資源動態(tài)及物種分布從而影響生物入侵格局。然而，氣候變暖存在晝夜不同步性，大氣氮沉降水平存在地區(qū)差異，不同生活型物種對增溫和氮沉降的響應(yīng)亦可能是不一致的。同時在不同尺度上研究氣候變暖和大氣氮沉降對生物入侵的影響也可能

2、得出不一致的結(jié)論。
　　加拿大一枝黃花已成為危害我國長江三角洲地區(qū)危害嚴(yán)重的入侵種，隨著全球氣候變化，有向內(nèi)陸各地擴(kuò)散的趨勢。國內(nèi)外學(xué)者對其分布動態(tài)、繁殖特性和入侵機制等方面已具有較多的研究，但增溫和氮沉降等全球氣候變化下加拿大一枝黃花入侵風(fēng)險的研究少有報道。溫度和氮素作為限制植物生長的主要環(huán)境因子，可能改變加拿大一枝黃花的入侵性從而影響其同本地物種的競爭結(jié)果。本研究通過采用紅外輻射加熱器模擬增溫和施加硝酸模擬氮沉降，從個體水平上

3、研究了加拿大一枝黃花對不同增溫情景的響應(yīng)，并比較了其同一年生鬼針草對增溫的響應(yīng)的差異;采用“微宇宙”法，在以兩種種源加拿大一枝黃花和兩種種源本地種構(gòu)建的人工群落中研究了全天增溫和氮沉降對加拿大一枝黃花入侵性的影響，以增溫和氮沉降為背景，對增加競爭力的進(jìn)化假說(EICA)進(jìn)行驗證，并將個體水平下的研究結(jié)果在群落水平下進(jìn)行檢驗。主要結(jié)果總結(jié)如下:
　　1.個體水平下，全天增溫對加拿大一枝黃花影響最顯著，其次是白天增溫和夜間增溫。相反地

4、，三種增溫情景對軌枕草的植株高度和總生物量影響均不顯著。增溫顯著增加二者地上生物量，減少鬼針草地下生物量但對加拿大一枝黃花地下生物量無影響，結(jié)果使得二者根冠比降低。加拿大一枝黃花總生物量和根冠比呈顯著負(fù)相關(guān)，而鬼針草總生物量和根冠比呈正相關(guān)。表明不同起源地及生活型的物種因其固有特性，對增溫的響應(yīng)存在種間差異，而這種差異取決于不同的增溫情景。增溫可能通過促進(jìn)加拿大一枝黃花的生長和耐受性從而促進(jìn)其入侵，但在存在種間競爭的條件下，增溫對其高度

5、、密度或生物量的潛在生長不一定能夠?qū)崿F(xiàn)，反而可能起抑制作用。
　　2.加氮顯著促進(jìn)加拿大一枝黃花高度和種群密度的增加且加氮對北美種源加拿大一枝黃花的促進(jìn)作用顯著高于中國種源加拿大一枝黃花;加氮使得北美種源加拿大一枝黃花葉片干重顯著增加，面積變大，比葉面積顯著減小，組織密度增大;加氮趨于使SCN干重增加，葉面積增大，但對比葉面積無影響和組織密度無影響;高葉氮含量及氮利用率可能是其成功入侵的關(guān)鍵。
　　3.增溫和加氮的交互效應(yīng)使

6、得北美種源加拿大一枝黃花干重增加，比葉面積降低降低，對其他性狀不存在交互效應(yīng)。
　　4.無論有無種間競爭，中國種源加拿大一枝黃花種群高度、密度、葉面積及高度和密度的年際增長幅度均高于北美種源加拿大一枝黃花。兩個種源的加拿大一枝黃花均對中國本地種顯示出更強的競爭力，且無論是同中國本地種還是同北美本地種的競爭中，中國種源加拿大一枝黃花均比北美種源加拿大一枝黃花表現(xiàn)出更大的競爭優(yōu)勢。
　　5.通過對加拿大一枝黃花植株高度和莖稈直徑