辽宁地区两种菊科入侵植物与本地植物光合特性比较

为明确外来植物生理生态学性状及其与其强入侵性的关系,本研究采用野外原位气体交换参数测定的方法,分析了菊科入侵植物豚草、三裂叶豚草与其共生本地植物紫菀光合特性和叶片性状的差异。结果表明,豚草、三裂叶豚草、紫菀3种植物的光饱和点(LSP)均高于800μmol·m^(-2)·s^(-1),且两种入侵植物的LSP显著高于紫菀,表观量子效率(AQY)则显著低于紫菀;3种植物的最大净光合速率(P_(nmax))大小顺序为豚草>三裂叶豚草>紫菀,其中,豚草和三裂叶豚草的P_(nmax)分别比紫菀高出151.28%、82.80%,且差异显著。两种入侵植物的比叶面积(SLA)、叶片的单位质量氮含量(N_(mass))、叶片单位质量磷含量(P_(mass))、光合能量利用效率(PEUE)、光合氮利用效率(PNUE)均显著高于紫菀,但3者叶片单位质量建成成本(CC_(_(mass)))差异不显著。综上所述,辽宁的两种菊科入侵植物相对于本地共生种来说有着较高的气体交换参数和叶片特性指标,且其光合特性和叶片特性也存在着密切的联系,表现在这些菊科入侵植物有着更高的P_(nmax)、PNUE、PEUE和水分利用效率(WUE)等光合特性指标和能量利用指标,使得入侵植物能够更有效地捕获和利用环境资源,成为其得以成功入侵的原因之一。

菟丝子寄生对黄顶菊光合作用和荧光特性的影响

菟丝子Cuscuta chinensis可以作为一种生物防除手段抑制入侵植物的生长,但其对植物光合特性的影响规律至今尚无明确定论。以菟丝子和入侵植物黄顶菊Flaveria bidentis为研究对象,分别选取自然状态下菟丝子不同程度寄生的黄顶菊（未寄生、轻度寄生和重度寄生菟丝子的盖度分别为0%、20%-30%和60%以上）测定其光合参数和荧光参数,分析菟丝子寄生对入侵植物黄顶菊光合作用和荧光特性的影响。结果表明：菟丝子重度寄生区黄顶菊的初始荧光（F0）值最大为175.33,未寄生区F0值最小为146.50,且重度寄生区F0显著大于菟丝子未寄生区和轻度寄生区,而菟丝子寄生程度对黄顶菊的可变荧光（Fv）和最大荧光（Fm）没有显著性影响;未寄生区黄顶菊的PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）和PSⅡ潜在活性（Fv/F0）值最大分别为0.77和3.33,且显著大于重度寄生区;重度寄生区黄顶菊的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（Wue）显著小于未寄生区和轻度寄生区,重度寄生区各光合参数值相对于未寄生区分别减少了51.18%、53.93%、42.12%和14.83%,轻度寄生区黄顶菊的Gs和Wue相对于未寄生区有升高的趋势,对寄生胁迫表现出一定的耐性;黄顶菊的光合参数可塑性指数与荧光参数相比都较高,表明相对于荧光特性而言,菟丝子寄生对黄顶菊的光合作用影响更为显著。

云南菊科入侵物种与本地共生物种光合特性比较

为了探求菊科入侵植物的入侵机制,了解菊科入侵植物与非入侵植物光合特性的差异,以云南省包括薇甘菊(Mikania micrantha)、紫茎泽兰(Ageratina adenophora)、飞机草(Chromolaena odorata)、三叶鬼针草(Bidens pilosa)在内的4种菊科入侵物种为研究对象,并以与其共生的菊科外来非入侵物种熊耳草(Ageratum houstonianum)为对照,研究外来入侵物种与非入侵物种叶片特性及气体交换参数等方面的区别.结果表明:薇甘菊、紫茎泽兰、飞机草和三叶鬼针草的Pnmax(maximum net photosynthetic rate,最大净光合速率)分别为15.92、18.69、17.15和22.78μmol/(m2·s),分别比其共生非入侵物种熊耳草的高出21.63%、42.77%、31.02%和73.99%;4种入侵物种的LSP(light saturation point,光饱和点)和LCP(light compensation point,光补偿点)也显著高于熊耳草,但其AQY(apparent quantum yield,表观量子效率)却显著低于该共生种.4种入侵物种叶片的Nmass(leaf N content per unit mass,单位质量N含量)和CCmass(leaf construction cost per unit mass,单位质量建成成本)均显著高于熊耳草,除飞机草外,其他3种入侵物种的PEUE(photosynthetic energy use efficiency,光合能量利用效率)和PNUE(photosynthetic nitrogen use efficiency,光合氮利用效率)均显著高于熊耳草,而飞机草和熊耳草之间差异并不显著.5种植物叶片Nmass分别与叶片SLA(specific leaf area,比叶面积)、CCmass呈极显著正相关,与植物Pnmax、叶片Pmass(leaf N content per unit mass,单位质量P含量)和PEUE呈显著正相关,植物Pnmax与PNUE、PEUE呈极显著正相关,与叶片SLA呈显著正相关.研究显示,与菊科共生外来非入侵植物相比,较高的光合特性参数、叶片特性指标和能量利用效率指标可能是外来菊科入侵物种成功入侵的原因之一.

模拟N沉降和埋土对黄顶菊凋落物分解及养分释放的影响

生物入侵和氮沉降加剧作为两种全球变化因子,可能共同影响入侵植物凋落物分解过程。了解入侵植物和氮沉降单独或二者对凋落物分解的复合影响,有助于揭示全球变化背景下的植物入侵机理,并为降低入侵植物危害提供理论依据。本试验以入侵植物黄顶菊(Flaveria bidentis)和共生本地植物狗尾草(Setaria viridis)叶片凋落物为对象,采用凋落袋法研究了氮添加和埋土处理对其残留率,C、N含量和C/N的影响,本试验共有4个处理,分别是:模拟N沉降处理、埋土处理、模拟N沉降和施氮共同处理以及对照。结果显示,模拟N沉降明显降低了黄顶菊叶凋落物分解速率,分解常数k值为1.68,显著小于对照的2.26,而对狗尾草叶片凋落物分解无显著影响。埋土以及埋土和模拟N沉降共同处理对两种植物凋落物分解均具有显著促进作用。特别地,单一倍增氮沉降因素并未影响黄顶菊叶片凋落物N释放,而埋土和二者综合作用显著促进其N释放。未来氮素沉降水平倍增情形下,以及凋落物不同管理方式(埋土或土表)均可影响入侵种凋落物的分解速率和养分动态,但存在物种差异,这种差异主要由于凋落物质量的差别。