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入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha H.B.K)原产中美洲、南美洲,现广泛分布热带非洲、热带亚洲、澳大利亚及南太平洋岛屿以亚热带许多国家和地区。薇甘菊在中国的传播始于19世纪末的香港,1884年在香港采到薇甘菊标本,于上世纪80年代末90年代初传人我国广东沿海地区,云南可见1983年采集的标本。目前我国台湾、海南、广东南部沿海低山地区、沿海岛屿、香港地区及云南部分地区都有大面积的薇甘菊分布,广西也有薇甘菊的踪迹。酸雨改变环境因子,为外来入侵种创造有利条件,外来入侵种的生态特性使其更能适应酸雨环境。酸雨可作为胁迫的形式而影响群落的可入侵性。温度是影响物种分布的重要限制因子之一,是植物生长的必要条件,也会对入侵种造成影响。
结合我国华南地区强酸雨分布,同时高温日数增加,极端低温频发等气候和环境特点,设计酸雨胁迫、温度胁迫的控制实验,开展了种子萌发、幼苗生长、成体植株生理生态方面的研究。采用不同pH值的模拟酸雨对薇甘菊种子及幼苗进行处理,研究不同pH值模拟酸雨下薇甘菊的发芽状况,测定了不同pH值模拟酸雨下薇甘菊幼苗叶绿素含量、丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧阴离子产生速率、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性。采用5℃、10℃、15℃、25℃、35℃、40℃的不同温度对采集自海南、广州和泰国的三个种质的薇甘菊成体植株进行处理,测定了不同温度下薇甘菊植株丙二醛含量、抗坏血酸含量、超氧阴离子产生速率、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性。
模拟酸雨试验表明,薇甘菊种子具有较强的耐酸能力,pH≥3.5时均能正常萌发,pH≤3.0时不能萌发。不同pH值模拟酸雨对薇甘菊幼苗叶绿素总含量影响不显著。随着模拟酸雨pH值下降,超氧阴离子产生速率上升,丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性呈先上升后下降趋势。pH3.5时,丙二醛含量、脯氨酸含量、过氧化物酶活性均达最大值;pH4.0时超氧化物歧化酶活性达最大值。结果表明薇甘菊对华南地区酸雨环境表现出适应性。
温度胁迫试验表明,三个种质的薇甘菊40℃下超氧阴离子产生速率均显著高于对照,超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性均显著高于对照及35℃下超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性。薇甘菊对华南地区高温表现出适应性。三个种质的薇甘菊5℃下胁迫5d的超氧阴离子产生速率均显著高于对照,此时超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性均有下降趋势,5℃低温已对其有明显伤害作用。
综上所述,薇甘菊对华南地区酸雨胁迫和高温胁迫表现出适应,在全球变化的大背景下具有潜在的扩散能力,而低温胁迫对其有明显伤害作用,可能是限制其分布的因子。这些研究结果可为薇甘菊分布、扩散的风险评估提供科学依据。