苏北海滨湿地互花米草（Spartina alterniflora）扩张能力研究

论文摘要

互花米草{Spartina alterniflora Loisel.)自1979年引入我国沿海地区以来,植被面积迅速扩张,已成为我国一个重要的入侵种。本文选取典型的互花米草盐沼,通过建立野外原位实验样地进行原位监测和室内控制实验,对不同高程滩涂互花米草土壤种子库、分蘖苗与实生苗生长繁殖周期的调查与研究,定量分析种子特征及互花米草种群中不同长势分株的各种性状、繁殖策略和定居能力,旨在揭示自然条件下互花米草生长、繁殖对策及扩张能力；并对不同高程滩涂互花米草淹水进行实验室模拟,探索互花米草对淹水生境的适应机制,为今后互花米草种群繁殖生态学的系统研究提供理论依据,并为防止互花米草在我国的进一步扩张以及有效管理和控制提供参考。主要结论如下：(1)互花米草无性分株在样地光滩(Mudflat)、零星米草斑块(SAP)、稳定米草滩下边缘(SAFI)、2003年米草定居处(SAF03)、1989年米草定居处(SAF89)、碱蓬滩(SS)及禾草滩(Grass flat)的存活率分别为7.8%、88.9%、77.8%、60.0%、81.1%、0和66.6%；实验系统各样地种子萌发率均较低,样地SAFI处互花米草种子萌发率最高,达到17.8%。各样地无性分株基株存活率均高于实生苗。除SAFI外,实生苗在其他样地存活率均较小。虽然无性分株存活率大于实生苗,但自然条件下就数量、途径、扩散概率和距离来说无性传播的可能性应该远小于有性繁殖。(2)成功定居的无性分株均有结实,而实生苗实验中除SAP和SS样地互花米草实生苗全部死亡外,只有Mudflat和SAFI处结实,且各繁殖指标也显著低于无性分株。2009年11月11日,样地Mudflat、SAP、SAFI、SAF03、SAF89和Grass flat分蘖数分别为21.7、23.0、25.5、6.8、9.0和4.1,实生苗的分蘖数除在Mudflat处达到14.0外,其他有实生苗存活的样地分蘖数均未达到1.0。(3)无性分株各形态特征中,处于研究区域近海而非最前沿的SAP、SAFI和SAF89样地中互花米草的株高、叶长、叶数、叶宽和叶厚均较高,而实生苗仅在SAFI处长势较好,其他样地植株矮小纤细或者死亡。互花米草的单株生物量在各样地表现出无性分株个体重显著大于实生苗分株个体。两种繁殖方式互花米草地上生物量分配呈现出向海陆两边递减的趋势,而地下生物量分配表现出相反的趋势。(4)2009年11月调查各原位互花米草样地,其种子产量有极显著差异,大小顺序为SAP> SAF03> SAFI> SAF89,种子产量与植株结实率、穗长、单穗种子数成正比。2010年4月SAP、SAFI、SAF03和SAF89互花米草短暂土壤种子库种子数分别为673.7/m2、2328.7/m2、5948.8/m2和3990.4/m2,种子保存率分别为0.5%、3.9%、6.9%和15.8%。7月份SAP、SAFI、SAF03和SAF89实生苗数分别为72/m2、5/m2、0和O。表层土壤水分含量和种群内部光照衰减是影响实生苗生长的关键因素。(5)随着淹水深度和淹水时间的增加,互花米草的株高、分蘖数和地上生物量显著减少,并且连续的淹水环境对互花米草分蘖影响显著。20 cm淹水条件可以抑制互花米草幼苗的生长、繁殖,并在全天淹水40 d后互花米草死亡。没土淹水处理下,淹水时间越长有利于提高互花米草叶片叶绿素含量,而在10 cm和20 cm淹水处理下,4 h/d和6 h/d淹水处理叶绿素含量高于其他淹水时间处理；20 cm处理下淹水4 h/d和6 h/d类胡萝卜素含量分别比淹水2 h/d高34%和38%。较长时间和较高淹水水位胁迫都使互花米草的光合电子传递效率明显下降,并且最小饱和光照强度总体变化也呈下降趋势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 互花米草扩张能力及繁殖策略的研究进展
• 1.2.2 互花米草淹水胁迫的研究进展
• 1.3 研究目的、内容与技术路线
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 第二章 研究方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 研究区概况
• 2.3 实验设计
• 2.3.1 野外实验
• 2.3.2 室内模拟潮汐对互花米草生长及叶绿素荧光的影响室验
• 2.4 主要指标及测定方法
• 2.4.1 野外实验
• 2.4.2 室内实验
• 2.5 数据处理
• 第三章 苏北海滨湿地互花米草无性分株扩张能力
• 3.1 互花米草无性分株存活率及生长指标变化
• 3.1.1 互花米草无性分株存活率变化
• 3.1.2 互花米草无性分株的形态特征变化
• 3.1.3 花米草克隆生长特征
• 3.2 花米草无性分株繁殖指标及生物量变化
• 3.2.1 互花米草无性分株的分蘖数变化
• 3.2.2 互花米草无性分株种子千粒重
• 3.2.3 互花米草的生物量变化
• 3.2.4 互花米草的生物量分配及生殖分配
• 3.3 花米草地上生物量动态
• 3.3.1 不同潮滩带互花米草的地上生物量组成
• 3.3.2 不同潮滩带互花米草地上各器官生物量生长动态
• 3.3.3 不同潮滩带互花米草各器官地上生物量的比例动态
• 3.4 讨论与小结
• 第四章 苏北海滨湿地互花米草实生苗扩张及两种繁殖方式比较
• 4.1 互花米草种子萌发率及幼苗存活率变化
• 4.2 花米草形态特征变化
• 4.3 互花米草有性繁殖特征及分蘖数变化
• 4.4 互花米草互花米草的生物量分配
• 4.5 小结
• 第五章 苏北海滨湿地互花米草土壤种子库及实生苗生长研究
• 5.1 互花米草有性繁殖特征
• 5.2 互花米草短暂土壤种子库
• 5.3 互花米草种子萌发率及实生幼苗数量变化
• 5.4 互花米草实生苗的形态特征及种群内光照衰减变化
• 5.5 讨论与小结
• 第六章 淹水对互花米草生长及光合作用的影响
• 6.1 淹水对互花米草生长的影响
• 6.2 淹水对互花米草叶片中光合色素含量的影响
• 6.3 淹水对互花米草叶片快速光响应曲线的影响
• 6.4 讨论与小结
• 第七章 主要结论和展望
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文及研究成果
• 致谢