假臭草应答气候变暖的响应机制研究

As the most dangerous invasive plants, climate warming is the important power to the adaptability and competition of Eupatorium catarium Veldkamp.The response mechanism of Eupatorium catarium Veldkamp to climate warming has not been studied.On the basis of existing research, this project intends to Eupatorium catarium Veldkamp and Lactuca indica as the project of study, through the common garden planting and latitude sequence warming experiments, research on the differences of response of resource competition and allelopathic effects,and the contribution ratio between resource competition and allelopathic effects by some methods of GC-MS, plant physiology and invasion ecology.The results can contribute to reveal the competition mechanism and expansion potential of Eupatorium catarium Veldkamp under global climate warming, however, it can also provide reference for construction of invasive risk assessment system of invasive plants under future warmingconditions in china.

恶性杂草假臭草作为最具威胁的外来入侵植物，气候变暖是其适生竞争演化的重要推动力，其对气候变暖的竞争响应调节未见相关报道。本项目以假臭草及本地种山莴苣为研究对象，在已有研究基础上，整合GC-MS技术、植物生理学和入侵生态学研究方法，以及同质园和纬度梯度模拟增温实验，阐明假臭草对气候变暖的资源竞争响应差异；揭示假臭草应答气候变暖的化感驱动响应机制；解析资源竞争与化感作用在假臭草竞争扩张过程中的贡献效率。研究结果有助于揭示全球气候变暖环境下假臭草的竞争扩张机制和入侵潜能，为有效应对未来全球气候变化，预测、管理和控制假臭草的蔓延和危害以及风险评估体系的建立提供理论和实践指导。

以气候变暖和氮素沉降增加为主要特征的全球变化正在改变着人类赖以生存的生态环境，环境的变化可能改变植物的种间竞争，从而影响外来种入侵新栖息地的过程和结果。因而研究植物入侵与全球气候变化的作用关系，对于科学治理和可持续控制入侵植物具有重要意义。.本课题以恶性杂草假臭草及其伴生植物山莴苣为研究对象，通过模拟增温、氮沉降以及互作等实验来探讨增温和氮沉降对假臭草的株高、根长、叶对数、叶面积、地上及地下部分生物量等形态指标的影响。通过研究假臭草与山莴苣竞争对不同环境条件下响应，分析其生物量、相对产量、攻击力系数的差异。取得如下实验结果：.1）增温使假臭草植株变得更加高大、拥有更多的叶片数，更大的叶面积，促使植株通过光合作用合成更多的总生物量，降低了根冠比，将更多的资源分配到地上部分。这表明气候变暖可直接影响假臭草的入侵能力，表现出极强的形态可塑性，这可能是假臭草适应气候变暖环境下的快速定植扩张的重要策略。2）假臭草对氮浓度的响应较为敏感，对低浓度的氮响应更迅速，各个时期的假臭草的株高、根长、叶片数、叶面积、地上部分、总生物量等生长形态指标均不同程度增加。这种对氮沉降积极的可塑性反应可能会使得假臭草保持较强的入侵力和生存能力，从而排挤本地物种，在竞争中形成优势群落。 3）增温、施氮的互作对假臭草的生物量起到积极的叠加效应，通过更大的地上生物量来获得竞争优势，实现其快速定植与扩散，适当的增温和施氮可有效地增加假臭草入侵能力。4）不论是增温、加氮处理条件下，还是在其两者互作条件下，假臭草的株高均随其混种比例的提高而增加，说明在与本地植物竞争过程中，能通过扩大自身株高优势及时占据有利资源。同时通过增加自身生物量来扩大竞争优势，表现出极强的表型可塑性，互作条件下这种积极作用有所减弱，均表现出一定的拮抗效应。这可能也是假臭草能适应高气候变化胁迫的一种竞争策略。