论文部分内容阅读
中国是当今世界上受外来植物入侵最为严重的国家之一,并且随着经济、社会和各种内外交流的不断发展,防治形势越来越严峻,新的入侵种爆发的危险性极高,建立有效的植物入侵性评估体系,从而制定有效的管理策略成为当务之急。本文通过对入侵种性状与环境因子、性状与植物入侵性、以及DNA C-值与植物入侵性间关系的研究,试图筛选与植物入侵性密切相关的具体指标,并探讨相关指标的应用价值和方法等。主要研究结果如下:1.被子植物的入侵性与杂草性是一致的,可以通过研究杂草性来研究植物的入侵性。并且性状在不同类群中往往存在较大的差异,因而在相关的研究和评估实践中应充分考虑不同系统发育背景的影响。本文证明了同属植物比较研究方法的价值和必要性。2.在浙江省金华市郊73个样地展开的调查和典范对应分析表明:在不同的生境类型中入侵种表现出不同的性状分布特征,从而反应出不同的生态适应策略。例如,在土壤含水量相对较高的区域,外来杂草多数具有营养繁殖能力、多年生、无地上茎、有根状茎、两侧对称花等植物学性状;在林地中的外来杂草,多数为两年生或具有根状茎、攀缘茎、有棘刺、有毒、叶片较厚等特点;在经常翻耕的土壤中,外来杂草多数为一年生;而在住宅周围和交通频繁的地段,外来杂草有毒的比例高,种子大、胞果的比例较高等特点。3.对江苏、上海、浙江境内1750种草本被子植物性状与入侵性间关系进行了统计,发现在苏浙沪地区,入侵性物种倾向于具有以下性状:种子产量高、有性繁殖传播单元(种子或果实)个体小、常有粘液、刺或芒,花两性、风媒传粉,植株有毒、无营养繁殖器官、生活史短、寄生、植株直立、莲座状生活型等生物学性状;而植株有刺、中生等性状在入侵性植物中的比例较低。4.以野碗豆属(Vicia)、燕麦属(Arena)、胡萝卜属(Daucus)、莴苣属(Lactuca)和一枝黄花属(Solidago)五个属的7种杂草和5种非杂草为材料,实验检测了它们在10℃至35℃下萌发情况,发现在无休眠种子中,相对于同属非入侵性种,入侵性种(杂草)在适宜条件下的萌发指数较低;在萌发抑制或萌发周期延长方面,入侵性植物的种子对温度胁迫更为敏感;总萌发率这一指标在植物入侵性评估上的应用价值较低。5.3676种被子植物的统计分析表明,DNA C-值和基因组大小在不同植物类群中差异极大,其平均值在单子叶植物中显著高于双子叶植物,草本植物显著高于木本植物,多年生植物显著高于非多年生植物。作物的DNA C-值和基因组大小与杂草接近而显著低于非作物。在大多数类群中DNA C-值(基因组大小)都与被子植物的入侵性显著相关,如:草本、单子叶、双子叶、多年生、非多年生、二倍体、多倍体、以及禾本科和菊科中;然而在在木本植物以及豆科这两个类群中无显著的相关性。在入侵性评估中,目的植物的染色体倍性信息非常重要,对于多倍体而言,基因组大小更适合用于被子植物的入侵性评估。综合统计结果表明,多倍体植物倾向于较高的入侵性至少部分原因在于伴随着多倍化的进程,植物的基因组变小。6.以野碗豆属中的入侵性种类大巢菜(Vicia sativa)、四籽野豌豆(V.tetrasperma)、小巢菜(V.hirsuta)和非入侵性种线叶野豌豆(V.tenuifolia)和蚕豆(V.faba)为材料,开展了细胞核大小、细胞大小、细胞分裂速率、幼苗生长相对速率、种子产量、生活周期等实验研究。发现根尖分生区细胞核较小的植物倾向于细胞核、细胞、种子较小,细胞分裂速率、相对幼苗生长速率较快,种子产量较高而生活史较短,因而倾向于具有较高的入侵性。这表明,根尖分生区细胞核大小,可替代DNA C-值或者作为其补充,作为评估植物入侵性的有效指标。综合上述研究结果表明,一个有效的入侵性风险评估机制应该包括众多的具体指标,并且不同指标数值加权方式也由于其与入侵性间的关系以及地域的不同而不同。