入侵植物互花米草的克隆性對海濱濕地關(guān)鍵環(huán)境因子變化的響應(yīng)

1、入侵植物互花米草( Spartina alterniflora Loisel.)的克隆性對海濱濕地關(guān)鍵環(huán)境因子變化的響應(yīng) 外來物種入侵的理論一直是一個重要的生態(tài)學(xué)問題 , 早已引起生態(tài)學(xué)家的廣 泛關(guān)注。盡管有關(guān)生物入侵的研究在現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的研究中發(fā)展迅速 , 但是有關(guān)入 侵物種成功入侵的機制卻仍然有許多問題亟待解決。植物的克隆性 ,是促使植物適應(yīng)環(huán)境的異質(zhì)性 , 從而入侵新的生境的一個重 要的特征。一些具有高度入侵性的物種的一個重要的特征是能夠進行無性繁殖。相當多的入侵物種擁有強大的進行無性繁殖的能力 , 并且它們的克隆性和入 侵性與它們的克隆特征有相關(guān)性?；セ撞?(Spartina alte

2、rniflora Loisel.) 是一種原產(chǎn)美洲大西洋沿岸的多年生草本植物 , 如今在許多引種地快速蔓延。為了解釋外來種互花米草的入侵機制 , 基于對其它物種入侵原因機制的分析 及互花米草研究進展的掌握 , 本文在前人研究的基礎(chǔ)上 , 從海濱潮間帶關(guān)鍵的環(huán) 境因子如潮汐淹水、泥沙沉積、鹽分、及硫水平等方面 , 同時對互花米草無性系 連接母株和子株的根狀莖進行切斷和保留 , 分別進行了受控試驗。 研究結(jié)果表明： (1) 對年長的子株而言 , 保留與母株的根狀莖連接的子株的生物量在對照、 淺水和 深水的條件下比切斷根狀莖連接的子株分別要高出 118.8%,107.8%和 149.4%；而 對于年

3、幼的子株而言 , 保留根狀莖連接的子株生物量則分別高出切斷處理子株 3.0,3.3 和 11.2 倍。實驗結(jié)束時 , 保留根狀莖連接的年幼子株株高在淺水和深水處理下與對照相 比分別增加了 19.3%和 26.3%, 而年長子株株高分別增加了 10.7%和 38.5%。與此 相反, 切斷根狀莖連接的年幼子株株高在淺水和深水處理下與對照相比降低了26.7%和 25.8%。切斷根狀莖的年長子株株高隨著淹水水深的增加沒有顯著變化。 克隆整合增 加了互花米草子株的耐淹能力 , 這種特征在深度淹水脅迫和早期生長中發(fā)揮了更 重要的作用。(2) 在淺水和深水處理下 , 切斷根狀莖連接降低了互花米草子株的生長和

4、無 性繁殖, 同時增加了母株生長的無性繁殖能力。 切斷根狀莖連接的子株沒有開花 , 因此母株的有性繁殖并沒有受到切斷的影響。克隆整合只增加了整個無性系在對照處理下根狀莖的各項特征。 母株、子株 及整個無性系的生長和無性繁殖特征隨著隨著淹水水深的增加而降低 ,然而, 母 株和無性系有性繁殖的特征隨著淹水水深的增加而增加。互花米草生長、無性和有性繁殖的權(quán)衡受到淹水水深的影響 , 但是并沒有受 到克隆整合的影響。 (3) 沙埋實驗中克隆整合同樣使互花米草子株克隆生長受益 , 但是母株的克隆生長能力下降。因此, 整個無性系的克隆生長并沒有受到克隆整合的影響。切斷根狀莖增加 了母株和無性系的有性繁殖。對

5、子株的資源輸出以母株的克隆生長和有性繁殖受損為代價。 沙埋條件下有 性繁殖的增加和克隆生長的下降可能表現(xiàn)出一種補償機制。根狀莖的斷裂并沒有影響無性系的克隆生長 , 但是增加了基株的有性繁殖。 (4) 鹽度同時抑制了互花米草的生長和有性繁殖?？寺≌显黾恿俗又甑拇婊?, 生長和有性繁殖 , 尤其對于年幼的子株而言 , 這 種作用更為重要。同時 , 克隆整合降低了母株的生長和有性繁殖。因此,整個無性系沒有受到克隆整合的影響。 與預(yù)期相反的是 , 鹽度條件下互 花米草沒有表現(xiàn)出生長和繁殖之間的權(quán)衡克隆整合并沒有改變母株、子株和無性系對鹽分的響應(yīng)趨勢。 （5） 高硫條件 下切斷根狀莖的子株在實驗最后全

6、部死亡。生物量、葉數(shù)量、分蘗數(shù)、根狀莖數(shù)量、 小穗數(shù)量在低硫條件下達到最大值 , 然后隨著硫濃度的升高下降。 克隆整合顯著增加了子株的存活、 生長、克隆繁殖 和有性繁殖的能力 , 但是降低了母株的表型特征。因此, 克隆整合沒有影響無性系的表型特征?？寺≌蠜]有改變生長、無性 和有性繁殖之間的權(quán)衡。一旦子株受到環(huán)境波動如挖掘、根狀莖切斷的影響 , 母株能立即增加自身的 生長和產(chǎn)生新的子株進行擴張。 因此,為了有效的控制互花米草 , 我們建議物理控 制（挖掘、根狀莖打斷等 ） 應(yīng)該大面積的重復(fù)進行?；诒疚牡难芯砍晒?, 作者認為克隆整合能增加子株的生長繁殖的各項指標 而這種資源輸出以母株的損失為代價。因此 , 克隆整合并不能影響潮間帶環(huán)境下 互花米草整個無性系的生長和繁殖指標。同時結(jié)果表明環(huán)境因子中物理因素 （潮汐淹水、泥沙沉積 ）能改變互花米草生 長、無性和有性繁殖之間的權(quán)衡 ,而化學(xué)因素 （鹽分、硫水平 ）則不能改變這種權(quán) 衡?；セ撞?/p>