本书是一部研究新外来种禾叶慈姑入侵生态学的专著。禾叶慈姑是近年来发现于鸭绿江口湿地的新记录外来杂草,也是东亚地区新纪录外来种,是潜在危害较大的杂草。目前,我们对其繁殖策略和生态适应性等方面还知之甚少。作者在查阅大量国内外文献资料基础上,采用野外定位观测及同质园实验,进行了禾叶慈姑生态适应性研究,探讨了禾叶慈姑的种群建立的生态学基础,阐明其种群入侵机理,分析了其与本地植物之间的复杂关系,为该种群形成与地域扩张提供预警的科学依据。该专著是作者近十五年对禾叶慈姑进行多学科综合研究的主要成果,是一本内容丰富、学术和应用参考价值较高的专著。
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吉林省自然科学学术成果奖二等奖,2015年,排名第1。
目录
前言
第一章 概述 1
第一节 生物入侵概述 1
一、生物入侵的相关概念 1
二、外来植物入侵的研究现状 1
三、外来植物入侵的途径 2
四、外来植物入侵的危害 3
第二节 外来植物入侵的过程 4
一、引入阶段 5
二、定殖阶段 5
三、适应阶段 5
四、扩散阶段 6
第三节 外来入侵植物的入侵机制 6
一、外来入侵植物的入侵性 6
二、群落的可入侵性 11
第四节 外来入侵植物的适应性 13
一、外来入侵植物的繁殖特性 14
二、外来入侵植物的适应特性 15
第五节 影响外来入侵植物入侵的主要环境因子 17
一、光照 17
二、营养 17
三、温度 18
四、CO2 18
第二章 禾叶慈姑的生物学特征及分布 19
第一节 生物学特征 19
第二节 分布 20
第三章 禾叶慈姑生态适应性的研究方法 22
第一节 研究样地自然概况 22
第二节 研究对象 22
一、禾叶慈姑 22
二、狭叶慈姑 23
第三节 实验土壤 24
第四节 研究方法 24
一、禾叶慈姑的生活史及繁殖生物学研究方法 24
二、禾叶慈姑繁育系统的研究方法 25
三、营养成分对禾叶慈姑繁殖策略影响的研究方法 28
四、养分梯度对禾叶慈姑生长发育影响的研究方法 29
五、养分水平和氮磷比对禾叶慈姑生长发育影响的研究方法 31
六、禾叶慈姑对水位、土壤基质和盐度响应的研究方法 32
七、种内竞争与土壤基质对禾叶慈姑生长发育影响的研究方法 34
八、禾叶慈姑与近缘种狭叶慈姑种间竞争的研究方法 35
九、禾叶慈姑化感作用的研究方法 37
十、禾叶慈姑与近缘种狭叶慈姑杂交亲和性的研究方法 39
十一、不同生长期禾叶慈姑和狭叶慈姑构件数量特征及生长分析的
研究方法 40
第四章 禾叶慈姑的生活史及繁殖生物学研究 42
第一节 禾叶慈姑的生活史 42
第二节 禾叶慈姑繁殖生物学研究 43
一、开花频率 43
二、繁育系统检测 44
三、种子产量、千粒重及萌发特性 45
四、克隆繁殖生活史 46
第三节 禾叶慈姑繁殖特征与入侵性的关系 47
一、有性繁殖特征与入侵性 47
二、克隆繁殖特征与入侵性 48
第五章 禾叶慈姑与狭叶慈姑繁育系统的比较研究 49
第一节 花与花序结构的比较研究 49
第二节 坐果率的比较研究 50
第三节 杂交指数的比较研究 51
第四节 花粉胚珠比的比较研究 51
第五节 结果与讨论 52
第六章 养分对禾叶慈姑生长发育的影响 53
第一节 营养成分对禾叶慈姑繁殖策略的影响 53
一、有性繁殖构件对不同营养的响应 54
二、不同营养条件对无性繁殖构件的影响 54
三、有性繁殖和无性繁殖构件之间的权衡 56
四、结果与讨论 56
第二节 氮、磷养分梯度对禾叶慈姑生长发育的影响 58
一、对禾叶慈姑形态特征的影响 59
二、对禾叶慈姑生长特性的影响 60
三、对禾叶慈姑生物量分配的影响 62
四、对禾叶慈姑有性繁殖特性的影响 64
五、结果与讨论 65
第三节 养分水平和氮磷比对禾叶慈姑与狭叶慈姑的影响 66
一、对禾叶慈姑与狭叶慈姑生长特性的影响 67
二、对禾叶慈姑与狭叶慈姑生物量的影响 70
三、对禾叶慈姑与狭叶慈姑生物量分配的影响 71
四、对禾叶慈姑与狭叶慈姑繁殖的影响 75
五、结果与讨论 79
第七章 禾叶慈姑对水位、土壤基质和土壤盐度的表型可塑性响应 81
第一节 禾叶慈姑对水位的响应 81
一、禾叶慈姑的形态特征对水位梯度的响应 81
二、禾叶慈姑的克隆繁殖特征对水位梯度的响应 81
三、禾叶慈姑的有性繁殖特征对水位梯度的响应 82
四、禾叶慈姑的生物量积累对水位梯度的响应 82
五、禾叶慈姑的生物量分配对水位梯度的响应 84
第二节 禾叶慈姑对土壤基质的响应 85
一、禾叶慈姑的形态特征对土壤基质的响应 85
二、禾叶慈姑的无性繁殖特征对土壤基质的响应 85
三、禾叶慈姑的有性繁殖特征对土壤基质的响应 86
四、禾叶慈姑的生物量积累对土壤基质的响应 86
五、禾叶慈姑的生物量分配格局对土壤基质的响应 87
第三节 禾叶慈姑对土壤盐度的响应 88
一、禾叶慈姑的形态特征对土壤盐度的响应 88
二、禾叶慈姑的克隆繁殖特征对土壤盐度的响应 89
三、禾叶慈姑的有性繁殖特征对土壤盐度的响应 89
四、禾叶慈姑的生物量积累对土壤盐度的响应 89
五、禾叶慈姑的生物量分配格局对土壤盐度的响应 91
第四节 结果与讨论 91
一、禾叶慈姑对水位的表型可塑性响应 92
二、禾叶慈姑对土壤基质的表型可塑性响应 93
三、禾叶慈姑对土壤盐度的表型可塑性响应 94
第八章 土壤基质与种内竞争对禾叶慈姑生长发育的影响 95
第一节 营养水平和植株密度互作对禾叶慈姑形态特征的影响 95
第二节 营养水平和植株密度互作对禾叶慈姑生长特征的影响 96
第三节 营养水平和植株密度对禾叶慈姑生物量的影响 98
第四节 营养水平和植株密度对禾叶慈姑有性繁殖特征的影响 99
第五节 营养水平和植株密度对禾叶慈姑种内竞争的影响 100
第六节 结果与讨论 101
第九章 禾叶慈姑与近缘种狭叶慈姑种间竞争的研究 103
第一节 种植方式和植株密度对禾叶慈姑生长发育的影响 103
一、对禾叶慈姑形态特征的影响 103
二、对禾叶慈姑生物量分配格局的影响 105
三、对禾叶慈姑有性繁殖特征的影响 106
四、对禾叶慈姑无性繁殖特征的影响 109
第二节 种植方式和植株密度对禾叶慈姑与狭叶慈姑资源配置的影响 110
第三节 禾叶慈姑与狭叶慈姑种间竞争力的比较 112
第四节 结果与讨论 113
一、资源配置对种植方式和种群密度的响应 113
二、有性繁殖对种植方式和种群密度的响应 113
三、无性繁殖对种植方式和种群密度的响应 114
四、种间竞争力对种植方式和种群密度的响应 114
第十章 禾叶慈姑的化感作用 115
第一节 禾叶慈姑对3 种植物的化感作用 115
一、禾叶慈姑对3 种植物种子萌发的影响 115
二、禾叶慈姑浸提液对3 种植物幼苗生长的影响 118
三、禾叶慈姑浸提液对3 种植物的化感作用 119
第二节 结果与讨论 120
第十一章 禾叶慈姑与近缘种狭叶慈姑的杂交亲和性与F1代适合度研究 121
第一节 禾叶慈姑与近缘种狭叶慈姑自交结实及杂交亲和性研究 121
第二节 F1代的适合度 122
一、F1代的种子发芽率 122
二、F1代的结实率 122
三、F1代的形态特征 124
四、F1代球茎数量特征 125
五、杂交F1代主要性状的相关性 126
第三节 结果与讨论 127
第十二章 不同生长期禾叶慈姑和狭叶慈姑构件数量特征及生长分析研究 128
第一节 不同生长期禾叶慈姑和狭叶慈姑构件特征及可塑性的分析 129
第二节 不同生长期禾叶慈姑和狭叶慈姑构件生物量特征及可塑性分析 131
第三节 不同生长期禾叶慈姑和狭叶慈姑构件数量特征与植株生物量的
关系 133
一、株高与株生物量之间的关系 133
二、叶片数与株生物量之间的关系 136
三、叶片面积与株生物量之间的关系 138
第四节 不同生长期禾叶慈姑和狭叶慈姑构件生物量与株生物量之间的关系 141
一、叶片生物量与株生物量之间的关系 141
二、叶柄生物量与株生物量之间的关系 144
三、花序生物量与株生物量之间的关系 146
第五节 结果与讨论 148
一、禾叶慈姑和狭叶慈姑种群构件数量的表型可塑性分析 148
二、禾叶慈姑和狭叶慈姑植株生长与构件数量之间生长规律一致性
与差异性分析 149
三、禾叶慈姑和狭叶慈姑植株生长与构件积累之间生长规律一致性
与差异性分析 149
第十三章 禾叶慈姑的应用 151
一、园林规划 151
二、生态修复 151
三、观赏植物 152
四、除草剂 152
五、食用、饲用的潜在价值 152
主要参考文献 153