氮添加对不同种源豚草表型可塑性的影响

来源 :中国环境科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouxiaoqing1003
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外来植物成功入侵的主要影响因素包括物种本身的入侵性、生境的可入侵性及入侵种和本地种之间的关系。表型可塑性(phenotypic plasticity)被认为是植物成功入侵的机制之一,且在不同水平上(物种、种群、个体或性状之间)存在差异。本研究以恶性杂草豚草(Ambrosia artemisiifolia)为实验对象,研究豚草各表型性状的纬度变异格局及其与环境及遗传多样性之间的关系;同时采用同质园实验,探究豚草表型的纬度变异格局是否具有遗传基础,以及研究不同种源豚草的生长、繁殖、生理以及生物量指标对氮添加的响应,并量化其表型可塑性,分析豚草不同种源间及不同性状间可塑性的差异,从而探究豚草对异质生境的适应策略。本文主要结果如下:(1)本研究中,豚草的6个表型性状(株高、基径、分枝数、百粒重、种子长和种子宽)在10个居群间(HEB、CC、FS、BJ、QD、HG、ML、YZ、MZ、LB)的差异显著(P<0.05)。总钾和铵态氮沉降为影响野外豚草表型的关键环境因子。生物量性状(单株地上生物量、总地上生物量和百粒重)的可塑性更高。(2)论文基于中国不同纬度梯度豚草野外调查数据,分析豚草生长和繁殖等表型性状及其表型可塑性差异;基于同质园实验研究种源和氮添加及其交互作用对豚草生长、生理、繁殖、生物量等表型特征及其表型可塑性影响,阐明种源影响大于氮添加影响,发现繁殖表型可塑性具有遗传基础。同质园中,豚草的大部分表型均表现出纬度变化格局,来自低纬度地区的豚草株高、基径、生物量更高,说明豚草可能更倾向于向着更温暖潮湿的低纬度区域扩张。(3)豚草的生长、繁殖、生物量及生理性状对种源响应的可塑性指数均值均大于对氮素的响应均值,即种源对豚草表型可塑性的影响占主导作用,氮添加对可塑性的影响较小。其中,豚草的生物量表型对种源和氮素响应的可塑性指数均较高,说明豚草主要通过改变生物量特征来适应不同的环境条件。本研究发现不同种源豚草对氮添加响应的可塑性不同,这有利于其适应未来不同氮素变化的生境,结果可为我国豚草的防治提供科学依据。
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