外来种火炬树的入侵生物学特性研究

论文摘要

外来种火炬树是否对生态系统构成生物入侵需要从火炬树自身所具有的生物学、生理生态学的特性是否具有入侵种的特点及其对生态系统所能造成的影响进行研究。本论文以外来树种火炬树为研究对象,以乡土树种盐肤木和黄栌为参照树种,采取了室内试验及野外调查相结合的方法,对火炬树的生物学特性、对生态系统的影响以及对自然植被入侵能力进行研究,目的是全面的解释火炬树是否对自然、半自然生态系统存在生物入侵的问题,为其合理利用提供必要的科学依据。比较火炬树与乡土树种盐肤木的种子繁殖特性的差异。结果表明:火炬树及盐肤木平均单株结实量分别为18,708粒和33,765粒,他们的单果序种子数量分别为576粒和812粒;盐肤木的单果序结实量、单株结实量及平均果序轴长度均明显高于火炬树;种子酸蚀90mins,盐肤木的发芽率为53.0%,而火炬树的发芽率为83.8%。虽然盐肤木结实量大,但火炬树种子容易萌发。比较火炬树与乡土树种生长特性、耐旱、耐盐、耐阴特性、光合特性及幼苗生长对光的需求等方面来研究火炬树的生物学特性。结果表明:火炬树的生长速率与臭椿相当,高于其它乡土树种。三个树种的耐旱能力由弱到强是盐肤木、火炬树、黄栌;叶解剖试验表明,叶片平均厚度:火炬树（113.67μm）>盐肤木（108.33μm）>黄栌（89μm）;栅栏组织厚度/叶片厚度值:火炬树（0.56）>黄栌（0.53）>盐肤木（0.48）,火炬树叶片具有抗旱特征。盐胁迫试验表明,火炬树的耐盐胁迫能力低于盐肤木,Na+在火炬树根部积累最多,含量为6603.96mg/kg,而在盐肤木的叶部积累最多,高达10560.34 mg/kg。火炬树耐阴试验表明,火炬树在光照低,郁闭度较大的生长环境下生长较慢。幼苗光照试验表明,火炬树幼苗对光照的反应比盐肤木敏感,光照强度影响火炬幼苗叶片的形态建成。火炬树的光饱和点（1588.89μmol·m-2·s-1）、光补偿点（39.42μmol·m-2·s-1）及最大光合速率（22.72μCO2mol·m-2·s-1）均稍高于盐肤木,说明火炬树对光照的利用效率稍高于盐肤木。通过观测火炬树物候、化感作用和叶片毒理性分析等方面来研究火炬树对生态系统的影响。结果表明:火炬树鲜叶水浸提液对香椿及臭椿发芽率的抑制作用显著,显著地抑制了侧柏、香椿及臭椿根的伸长;与鲜叶相比,火炬树干叶水浸提液化感作用明显降低;14年生火炬树林下土壤对香椿幼苗茎的伸长及地上生物量均有显著促进作用;分析表明,自然条件下,火炬树不具有化感作用。通过饲喂白兔和小鼠的叶片毒理性分析试验表明,火炬树树叶不具有急性毒性。通过人工种子库和人工造林来模拟火炬树的入侵。结果表明:元宝枫林下火炬树和盐肤木一年生苗对比造林试验表明,无论在高生长还是粗生长方面,火炬树比盐肤木占有优势;各小区间因光照不同,生长表现有差异,光照强的小区生长速度快,生物量积累多。火炬树在林内空地和林下的存活率分别为75.61%和67.86%,而盐肤木分别为63.89%和35.00%。截干造林试验结果表明,郁闭度为0.40的林分内火炬树的存活率为70%,郁闭度为0.60林分内火炬树的存活率为18%。随着郁闭度的增加,火炬树生物量积累及存活率均下降,说明火炬树为喜光树种。在自然条件下,火炬树人工种子库种子均没有存活长大。2008年春八达岭荒坡种子播种结果表明,火炬树没有存活,而黄栌存活很多。火炬树生长状况与立地有很大关系,引种栽培之前应该充分考虑引种地的环境条件,将其作为先锋造林树种,重点应用于其它植被难于形成的条件差的地区,如荒山荒坡、低丘、砂石河滩、尾矿等生境条件。在某些特定的工程技术条件下,如固定根系生长范围、及时清除余孽等,火炬树亦可作为观赏植物利用。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 2 火炬树入侵生物学研究进展
• 2.1 生物学特性及其价值
• 2.1.1 生物学特性
• 2.1.2 火炬树价值
• 2.1.2.1 观赏及水保价值
• 2.1.2.2 薪碳价值
• 2.1.2.3 烤胶、药用、食用价值等价值
• 2.1.3 火炬树生物学特性研究
• 2.2 火炬树入侵研究
• 2.2.1 入侵种的定义
• 2.2.2 火炬树入侵与防治方面的研究
• 2.3 火炬树入侵的几个前沿命题
• 2.3.1 与当地种的杂交
• 2.3.2 火炬树化感作用
• 2.3.3 火炬树毒理性
• 3 研究目的、内容和技术路线
• 3.1 研究目的和内容
• 3.2 技术路线
• 4 材料与方法
• 4.1 研究地点概况
• 4.2 试验材料
• 4.3 研究方法
• 4.3.1 种子繁殖能力调查
• 4.3.1.1 种子繁殖能力调查
• 4.3.1.2 种子发芽试验
• 4.3.2 幼苗生长调查
• 4.3.3 抗性试验
• 4.3.3.1 抗旱试验
• 4.3.3.2 耐盐试验
• 4.3.3.3 耐阴试验
• 4.3.4 光合特性
• 4.3.5 苗对光的需求试验
• 4.3.6 叶解剖结构
• 4.3.7 物候观测
• 4.3.8 化感作用试验
• 4.3.8.1 材料
• 4.3.8.2 水浸提液的制备
• 4.3.9 火炬树叶毒理分析
• 4.3.9.1 对兔子的急性毒性试验
• 4.3.9.2 对小鼠的急性毒性试验
• 5 结果与分析
• 5.1 火炬树种子繁殖能力分析
• 5.1.1 火炬树结实特性
• 5.1.2 火炬树的单株结实量
• 5.1.3 火炬树种子发芽特点
• 5.2 火炬树的生物学特性
• 5.2.1 火炬树高生长及地径生长动态
• 5.2.2 耐干旱能力
• 5.2.3 耐盐胁迫能力比较
• 5.2.4 耐阴能力分析
• 5.2.5 幼苗对光照的需求试验
• 5.2.6 光合特性
• 5.2.7 叶解剖结构
• 5.3 火炬树对生态系统某些因素的影响
• 5.3.1 对遗传完整性的影响
• 5.3.2 化感作用
• 5.3.2.1 叶片水浸提液对小麦种子发芽及生长的影响
• 5.3.2.2 鲜叶水浸提液对小白菜种子发芽及生长的影响
• 5.3.2.3 鲜叶水浸提液对乡土树种种子发芽及幼苗生长的影响
• 5.3.2.4 土壤水浸提液对小麦种子发芽及幼苗生长的影响
• 5.3.2.5 火炬树林下土壤对香椿及侧柏生长的影响
• 5.3.3 叶片毒理分析
• 5.3.3.1 对新西兰兔的急性毒性反应
• 5.3.3.2 对ICR 小鼠的急性毒性反应
• 6 讨论
• 6.1 对遗传完整性的影响
• 6.2 化感作用
• 6.3 叶毒理分析
• 7 结论与建议
• 7.1 火炬树与盐肤木的比较研究
• 7.2 对生态系统的某些要素的影响
• 7.3 建议
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况