互花米草(Spartina alterniflora)表型可塑性及其对盐胁迫的响应

摘要

互花米草(Spartina alterniflora Loisel)自1979年引入我国沿海地区以来迅速扩张，成为我国一个重要的入侵种，引起了不少争议。本文选取典型的互花米草盐沼，通过野外原位测定和室内控制实验，研究互花米草表型可塑性及其影响因素，比较研究互花米草两种繁殖体（分蘖苗和实生苗）生长特性、表型可塑性对盐胁迫的响应，探讨互花米草扩张的繁殖策略，揭示其成功入侵并迅速扩张的可能机制，为互花米草入侵生物学的进一步研究提供参考。主要结论如下：
　　 1．江苏潮滩湿地互花米草的形态及生物量分配受其生境条件的影响显著。首先，种群定居时间、土壤有机质与总氮含量和互花米草形态生长指标及生物量的积累呈正相关关系。其次，在潮浸频率高、营养贫瘠的生境中，茎生物量分配与繁殖分配显著增加。在互花米草与芦苇发生竞争的生境中，叶生物量分配增加。可见，特定生境中特殊的生物量分配特征是互花米草成功入侵潮滩湿地并迅速扩张的重要策略。
　　 2．互花米草两种繁殖体对盐分的耐受限低于60g·Lˉ1。互花米草最适生长盐浓度范围为2～8g·Lˉ1。高盐胁迫（盐浓度≥30g·Lˉ1）对种子的萌发、胚的生长及植株生长均具有抑制作用，能够降低种子萌发率、萌发速率，并减缓胚与植株的生长；盐浓度介于0～20g·Lˉ1时，互花米草两种繁殖体的表型可塑性差异均不明显。因此，在江苏潮滩湿地(土壤盐分范围0％～2%)土壤含盐量不是引起互花米草形态及生物量分配差异的关键因子。
　　 3．互花米草的耐盐响应机制是其适应盐胁迫环境的重要基础。高盐胁迫下，互花米草枯叶率、叶与茎的分配、无性繁殖分配增高；光合色素组成及叶片Yield、ETR增加，光合作用增强；体内的游离脯氨酸和还原性糖类物质增多、细胞的渗透势提高，拒盐作用增强，同时互花米草有很强的泌盐作用，降低了盐分在其体内的聚集，防止高盐分对组织的伤害作用。互花米草特殊的萌发与生长对策，强大的生长、繁殖、生物量分配及生理可塑性是其适应盐胁迫环境的重要原因。
　　 4．在已建成的互花米草群落中，分蘖苗因生长速率快、植株高大、叶面积大及生物量高等特点，成为的主要繁殖方式与扩张途径；互花米草的种子在开拓新生境方面发挥着重要作用，自引种地向海扩张的生境，因水分充足、土壤含盐量低及无植被的竞争作用，适合种子活力的保存，幼苗的生长，有利于种子成功定居并迅速扩张；向陆扩张的生境，因土壤含水量低，含盐量高及本地种碱蓬的竞争作用，抑制了互花米草向陆的方向扩张。在典型碱蓬滩，互花米草主要沿植被稀少的潮沟分布。