黄河流域河南段菊科主要外来种对不同环境梯度的适应性的研究

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1、摘要黄河流域河南段流经河南省21个县市，是黄河中下游重要的一段，是中华文明的发源地，同样也是我国重要的粮食产区。该区域从东向西，从平原经丘陵到山地形成了一个连续变化的环境梯度，为外来种的入侵提供了多样的生境条件。我国的188种外来入侵植物中，仅菊科植物就有49种。在黄河流域河南段的调查研究中，菊科外来种主要有小蓬草(Conyzacanadensis)、钻形紫菀(Astersubulatus)、三叶鬼针草(Bidenspilosa)、苏门白酒草(Conyzasumatrensis)、香丝草(Conyzab

2、onariensis)和一年蓬(Erigeronannuus)共6种。在黄河流域河南段设置具代表性的29个样点，每个样点选择河滩地、农田边、人工林和撂荒地等四种常见的生境类型，每种生境设立一个大样地(20m×20m)，在大样地内用五点取样法设置小样方(1m×1m)，对每个小样方内出现的菊科外来种进行观测。观测指标包括：叶层高、花序高、径粗、叶片长宽（叶面积）、叶片厚度、叶片数和花果数等。在2010年的春季、夏季和秋季，对该区域进行调查，调查结果表明：小蓬草在黄河流域河南段分布广泛，数量较多；钻形紫菀、苏

3、门白酒草和香丝草多分布在河滩地和人工林；三叶鬼针草基本分布在河滩地。该区域内，小蓬草的潜在危害最严重，其次是钻形紫菀，三叶鬼针草主要对河滩地形成潜在危害。根据实验中的调查以及查阅的相关资料，大致可以估计出小蓬草和钻形紫菀在该区域传播扩散的路径以及传播方式。小蓬草在1860年在烟台发现，然后在1886和1887年分别在湖北宜昌和四川南溪采到。因而小蓬草可能是从烟台经过山东境内传至黄河流域河南段，或者从四川传入陕西，由陕西传播至该区域；然后纵向传播扩散至两岸各种生境中。钻形紫菀最早于1947年在湖北武昌被报

4、道，此后钻形紫菀所产生的大量种子可能经武汉扩散至郑州，然后在黄河流域河南段经水路或陆路扩散开来。小蓬草和钻形紫菀的种子小且轻，具有冠毛，主要通过风力传播，但是人为干扰加速了其扩散传播。小蓬草在黄河下游的平原地区广泛分布且数量较多，说明平原地区利于其传播扩散。随着海拔的升高，景观类型的变化以及热量条件的降低，河滩地小蓬草各指标表现为下降趋势；在春季，农田边的小蓬草各指标是先上升后下降的趋势，而在夏季其各指标无明显变化规律，这与农田边较强的人为干扰有关；人工林和撂荒地的小蓬草各指标均在丘陵地区达到峰值，这可

5、能由于丘陵地区生物多样性高，群落内竞争较为激烈，致I使小蓬草个体植株较大。从夏秋季小蓬草花果数的变化，得出丘陵山地地区的小蓬草较早进入繁殖期。以上说明在该区域小蓬草对景观类型的变化有较强的适应力。不同季节，小蓬草的形态差异较大。其中小蓬草的高度和茎粗随季节变化而升高，叶面积为了适应夏季高温降低蒸腾作用而减小、叶片厚度也增厚，因而资源的分配利用就体现在叶片数量上，小蓬草叶片数在夏季达到最大值。夏季有一小部分小蓬草进入繁殖期，大部分小蓬草在秋季进入繁殖的高峰期，植株叶片掉落、营养生长变缓停止而转化为繁殖力。

6、以上说明小蓬草为适应该区域复杂的气候变化能自我调节生长的分配，尤其是叶片性状和花果数等的变化，具有较强的适应性。根据对周边环境的观察和对样地的调查结合对当地村民的询问对四种生境的干扰程度大致排序为：农田边>撂荒地>人工林>河滩地。在这四种生境中农田边和撂荒地的小蓬草由于人为施肥和灌溉的影响各形态指标均要大于河滩地和人工林，且植株较为高大粗壮、叶面积较大、叶片数较为密集；而河滩地和人工林各形态指标因季节不同大小相异，这主要和光照环境和水分条件等有关。由于人工林的郁闭度，致使小蓬草较高，但茎较细，叶面积较大

7、，叶片较稀疏。在这四种生境类型中，干扰越强，小蓬草各形态指标越高，说明小蓬草能适应有干扰的生境。钻形紫菀对不同景观类型的适应与小蓬草的规律基本一致，其季节变化与小蓬草较一致。其中钻形紫菀叶片面积在夏季比春季要大，这主要与钻形紫菀本身叶片结构能有效防止蒸腾作用有关。在这四种生境类型中(除人工林外)，干扰越强，钻形紫菀各形态指标越高，说明其能适应较强的干扰。人工林中的钻形紫菀各指标比其他生境中的都低，这说明充足的光照对钻形紫菀的生长起到重要的作用。黄河流域河南段，从东到西形成了一个连续变化的环境梯度，小蓬草

8、、钻形紫菀等菊科外来植物能通过调节自身生长和营养物质在各器官的分配，来适应该区域复杂的环境梯度的变化，说明其具有较强的适应性。黄河流域河南段主要在农业生态系统背景下小样方的调查研究，可为以后找出外来物种入侵与农业发展平衡之间的关系提供研究依据；并且还可以为以后在更大尺度上对入侵种研究的综合分析提供参考。此外，在黄河流域河南段对菊科具有潜在危害性的外来入侵种的调查研究，可为以后防止其爆发以及防除提供了研究基础，具有重要的意义。关键词：黄河流域