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外来入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)对温度升高的响应



全 文 :外来入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)
对温度升高的响应*
王瑞龙
1,2,3
钟秋华
1,2,3
徐武兵
1,2,3
宋圆圆
1,2,3
苏贻娟
1,2,3
曾任森
1,2,3**
(1华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,广州 510642;2农业部华南热带农业环境重点实验室,
广州 510642;3广东省普通高等学校农业生态与农村环境重点实验室,广州 510642)
摘 要 为探讨全球变化温度升高对外来入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)化感作用和
入侵能力的影响,研究不同温度(22、26 和 30 ℃)处理对其种子萌发、幼苗生长、生物量分
配、挥发物成分和化感作用的影响。结果表明,薇甘菊种子在温度为 22、26 和 30 ℃时的萌
发率分别为 29. 2%、52. 4%和 75. 2%。30 ℃条件下薇甘菊种子萌发率最高,萌发速度快。
温度升高显著增加薇甘菊茎的生长、增加对茎的生物量分配。GC-MS 和 GC 测定显示,温
度升高改变了薇甘菊挥发物的化学成分。同时,生物测定表明,温度升高增强薇甘菊挥发
物对萝卜(Raphanus sativus)和油菜(Brassica campestris)的化感作用。说明温度升高促进了
薇甘菊种子的萌发和生长,同时增强了该植物的化感作用,温度升高可能加速薇甘菊的生
物入侵。
关键词 薇甘菊;外来入侵植物;温度升高;挥发物;化感作用
中图分类号 S948 文献标识码 A 文章编号 1000 - 4890(2012)7 - 1659 - 06
Responses of invasive weed Mikania micrantha to elevated air temperature. WANG Rui-
long1,2,3,ZHONG Qiu-hua1,2,3,XU Wu-bing1,2,3, SONG Yuan-yuan1,2,3, SU Yi-juan1,2,3,
ZENG Ren-sen1,2,3** (1State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-
Bioresources,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China;2Key Laboratory
of Tropical Agro-Environment,Ministry of Agriculture,Guangzhou 510642,China;3Key Labora-
tory of Agroecology and Rural Environment of Guangdong Regular Higher Education Institutions,
Guangzhou 510642,China). Chinese Journal of Ecology,2012,31(7) :1659 - 1664.
Abstract:In order to evaluate the effects of elevated air temperature under global change on the
allelopathy and invasiveness of Mikania micrantha,an important alien invasive plant species in
China,this paper studied the seed germination,seedling growth,biomass allocation,volatile
components,and allelopathic potential of the plant under effects of three temperature (22,26,
and 30 ℃). After 3 days incubation,the seed germination rate of M. micrantha at 22,26,and
30 ℃ was 29. 2%,52. 4%,and 75. 2%,respectively,being the highest at 30 ℃ . Elevated
temperature also increased the shoot length and biomass allocation to stem significantly. GC-MS
and GC analyses showed that elevated temperature altered the chemical composition of the vola-
tiles released from M. micrantha leaves. Bioassay demonstrated that elevated temperature
increased the allelopathic effect of M. micrantha volatiles on the growth of Raphanus sativus and
Brassica campestris seedlings. The results suggested that elevated temperature promoted the seed
germination and seedling growth of M. micrantha,increased its allelopathic potential,and there-
by,could accelerate the invasion of the plant.
Key words:Mikania micrantha;alien invasive plant;elevated temperature;volatile;allelopa-
thy.
* 国家自然科学基金项目(31000260 和 31070388)资助。
**通讯作者 E-mail:rszeng@ scau. edu. cn
收稿日期:2012-02-04 接受日期:2012-03-19
生态学杂志 Chinese Journal of Ecology 2012,31(7) :1659 - 1664
薇甘菊(Mikania micrantha)是菊科(Composi-
tae)假泽兰属(Mikania)多年生藤本植物,原产于热
带美洲。薇甘菊早在 1884 年已在香港栽培,20 世
纪 50—60 年代,在香港地区蔓延开来,80 年代末—
90 年代扩散至广东沿海地区,目前呈蔓延趋势(张
炜银等,2002;王伯荪等,2003)。薇甘菊生长迅速,
适应性强,繁殖能力强,其化感作用可抑制邻近植物
的生长(昝启杰等,2000;邵华等,2003;Weber et
al.,2008) ,被世界自然保护联盟(IUCN)列为世界
最危险的 100 种外来入侵物种之一(Lowe et al.,
2001)。目前对我国华南地区的农田、次生林、灌
丛、红树林林缘滩地等生境造成严重的危害(昝启
杰等,2000)。
气候变暖是全球变化的重要表现之一。由于人
类活动导致大气中温室气体浓度不断增加,近 100
年来全球平均气温上升约 0. 3 ~ 0. 6 ℃,据预测到
2100 年全球平均气温将升高 1. 4 ~ 4. 0 ℃(Schnei-
der,2001;IPCC,2007)。研究表明,温度可影响植物
的生长、发育、繁殖(Allen et al.,2007;李小艳等,
2009)、种间竞争(陈家长等,2010)及迁移和入侵
(Walther et al.,2002;Willis & Hulme,2002)。
研究不同温度对外来入侵植物薇甘菊种子萌
发、幼苗生长、生物量分配、挥发物释放量及其化感
作用的影响,旨在探讨温度升高对外来入侵植物的
影响,为进一步预测和控制外来入侵植物的扩散提
供理论科学依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
薇甘菊种子于 2010 年 12 月采自珠海市琪澳岛
(21°48N,113°3E) ,萝卜(Raphanus sativus)和油菜
(Brassica campestris)种子购自广州市种子公司。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 分析方法 选取饱满、色黑、无破损的薇甘
菊种子,用 0. 5% KMnO4消毒 10 min,蒸馏水冲洗
3 ~ 5 次。在 15 个直径为 15 cm 的培养皿中各放 3
层滤纸,分别加入 10 mL蒸馏水。每皿中放种子 50
粒,分别置于温度为 22、26 和 30 ℃的人工气候箱
(光照 3500 lx,10 h·d -1,相对湿度 75%)中培养。
每天记录种子发芽数,20 d 后测量幼苗苗高和根
长,实验设 5 次重复。
薇甘菊茎段于 2010 年 4 月采自珠海市琪澳岛,
剪成长度约 8 cm 的茎段,扦插在直径为 9 cm 的花
盆中,每盆 1 株。待成活后选长势良好、大小一致的
薇甘菊 75 株,随机分为 3 组,每组 25 株,分别置于
温度为 22、26 和 30 ℃的人工气候箱中(培养条件同
前)。60 d后分别测量不同温度处理下的 10 株薇
甘菊茎的长度(stem length,SL) ,利用 CI-202 便携式
叶面积仪测量叶面积(leaf area,LA) ,并分别收获其
根、茎和叶,80 ℃烘箱中烘 48 h后称重。
计算下列参数:根生物量比(root mass ratio,
RMR,根质量 /植物总质量)、茎生物量比(stem mass
ratio,SMR,茎质量 /植物总质量)、叶生物量比(leaf
mass ratio,LMR,叶质量 /植物总质量)和比叶面积
(specific leaf area,SLA,总叶面积 /总叶质量)等。
分别收集不同温度处理下另 15 株薇甘菊的新鲜叶
片用于挥发物化学成分的鉴定和化感作用的研究。
1. 2. 2 挥发物化学成分的鉴定 分别称取在不同
温度下生长的薇甘菊叶片 500 mg,置于体积为 22
mL的玻璃瓶中(Wang et al.,2010) ,应用顶空固相
微萃取的方法结合 GC-MS 和 GC 分析不同温度处
理对薇甘菊叶片挥发物成分的影响,各挥发物的相
对含量通过面积归一化法定量。实验设 3 次重复。
GC-MS主要条件。色谱柱 BPX5 (25 m × 0. 22
mm ×0. 25 μm) ,载气 He,流量 1 mL·min -1,分流
进样,分流比 20∶ 1;进样口温度 220 ℃;升温程序:
起始温度 60 ℃,保持 3 min,10 ℃·min -1升至 150
℃,3 ℃·min -1升至 170 ℃,25 ℃·min -1升至 250
℃。电离方式 EI;接口温度 230 ℃,电离能 70 eV;
离子源温度 200 ℃;倍增电压 400 V;扫描质量范围
35 ~ 450 amu。标准谱库为美国 NIST(National Insti-
tute of Standard and Technology)谱库。
GC主要条件。色谱柱 HP-5 (30 m × 0. 25 mm
× 0. 25 mm) ,载气 N2,流量为 1 mL·min
-1。检测
器,FID 300 ℃;进样口温度 220 ℃;升温程序:起始
温度 60 ℃,保持 3 min,10 ℃·min -1升至 120 ℃,
5 ℃·min -1升至 180 ℃,25 ℃·min -1升至 250 ℃,
保持 1. 2 min (Wang et al.,2010)。
1. 2. 3 生测实验 将 40、80 和 120 g 不同温度条
件下生长的薇甘菊叶片分别置于体积为 4 L玻璃器
皿中,使其挥发物浓度分别为 0. 01,0. 02 和 0. 03
g·cm -3,对照组不放薇甘菊叶片(Wang et al.,
2011)。在直径为 9 cm 的培养皿中放两层滤纸,加
入 5 mL蒸馏水,每皿中放入 20 粒预先催芽的萝卜
和油菜种子,分别置于不同挥发物浓度的玻璃器皿
中,玻璃器皿用保鲜膜密封。随后将其置于相应的
0661 生态学杂志 第 31 卷 第 7 期
温度为 22、26 和 30 ℃的人工气候箱中培养。实验
设 3 次重复,实验结束后分别测量苗高和根长。
薇甘菊挥发物对受体植物化感作用的强度用
T /C × 100 来表示,其中 T 为不同温度下的处理值,
C为相应温度下的对照值。
1. 3 数据处理
运用 SPSS 16. 0 对实验数据进行单因素方差分
析,差异显著性分析采用 Duncan 多重比较法检验
(α = 0. 05) ,所有数据均为平均值 ±标准误。
2 结果与分析
2. 1 不同温度对薇甘菊种子萌发的影响
从图 1 可见,实验 2 d 后,温度为 22、26 和 30
℃时,薇甘菊种子的萌发率分别为 0、16. 4% 和
30. 4%;3 d后,当温度为 22、26 和 30 ℃时,其种子
的萌发率分别为 29. 2%、52. 4% 和 75. 2%。20 d
后,温度为 22、26 和 30 ℃时,薇甘菊种子的萌发率
分别为 83. 2%、96. 8%和 93. 6%。表明温度升高增
加了薇甘菊种子的萌发率和萌发速度。
温度为 22、26 和 30 ℃处理薇甘菊种子 20 d
后,其幼苗苗高分别为 4. 7、7. 9 和 9. 2 mm;根长分
别为 26. 0、38. 6 和 46. 5 mm (图 2)。温度为 30 ℃
时,薇甘菊幼苗的苗高和根长最大,30 ℃时幼苗苗
高比 26 和 22 ℃分别显著增加了 16. 5%和 95. 7%;
根长则分别显著增加了 20. 5%和 78. 8%。表明不
同温度处理显著影响了薇甘菊幼苗生长,升高温度
促进了薇甘菊幼苗根长和苗高的生长。
2. 2 不同温度对薇甘菊叶片挥发物释放量的影响
不同温度处理显著改变了薇甘菊叶片挥发物化
学成分的相对含量(表1)。与22 ℃相比,温度为
图 1 温度对薇甘菊种子萌发的影响
Fig. 1 Effects of temperature on seed germination of Mika-
nia micrantha
图 2 温度对薇甘菊幼苗苗高和根长的影响
Fig. 2 Effect of temperature on shoot height and root
length of Mikania micrantha
图柱上方不同字母表示在 P < 0. 05 水平上差异显著。
30 ℃时薇甘菊叶片挥发物中 α-古巴烯、α-法尼烯、
α-葎草烯和 α-柏木烯和 α-姜烯的相对含量分别显
著增 加 了 305. 4%、37. 6%、16. 1%、31. 1% 和
76. 5%,而 β-荜澄茄油烯的相对含量却显著减少了
43. 2%。当温度为 26 ℃时,挥发物中 β-荜澄茄油
烯的相对含量最多。不同温度处理对薇甘菊叶片挥
发物中 α-长叶蒎烯、α-香柑油烯和 β-雪松烯的相对
含量无影响。
2. 3 不同温度对薇甘菊挥发物化感作用的影响
采集不同温度下生长的薇甘菊新鲜叶片,测定
其挥发物在不同温度条件下对油菜和萝卜的化感作
用(表 2)。当温度为 22 ℃,薇甘菊挥发物浓度为
0. 01、0. 02 和 0. 03 g·cm -3时油菜苗高分别为对照
组的 109. 30%、92. 63%和 86. 93%。温度为 26 ℃,
挥发物浓度为 0. 01、0. 02 和 0. 03 g·cm -3时油菜苗
表 1 不同温度对薇甘菊挥发物释放量的影响(%)
Table 1 Effect on relative percentage of volatile com-
pounds from Mikania micrantha under different tempera-
ture
化合物 相对含量
22 ℃ 26 ℃ 30 ℃
α-长叶蒎烯 2. 52 ± 0. 47 a 2. 09 ± 0. 17 a 2. 25 ± 0. 45a
α-古巴烯 1. 12 ± 0. 17 b 1. 14 ± 0. 09 b 4. 54 ± 0. 42 a
α-香柑油烯 3. 81 ± 0. 18 a 3. 84 ± 0. 06 a 3. 67 ± 0. 55 a
β-荜澄茄油烯 42. 49 ± 3. 35 a 44. 60 ± 1. 60 a 24. 13 ± 3. 30 b
β-石竹烯 14. 01 ± 0. 28 ab 11. 96 ± 0. 64 b 17. 50 ± 2. 04 a
α-法尼烯 2. 10 ± 0. 19 b 2. 11 ± 0. 09 b 2. 89 ± 0. 30 a
α-葎草烯 1. 55 ± 0. 03 b 1. 59 ± 0. 10 b 1. 80 ± 0. 03 a
α-柏木烯 11. 56 ± 0. 66 b 11. 36 ± 0. 59 b 15. 15 ± 1. 05 a
α-姜黄烯 8. 32 ± 0. 31 ab 7. 83 ± 0. 06 b 10. 86 ± 1. 33 a
α-姜烯 7. 14 ± 1. 11 b 8. 64 ± 1. 49 ab 12. 60 ± 1. 79 a
β-雪松烯 5. 37 ± 0. 97 a 4. 51 ± 0. 41 a 5. 67 ± 1. 14 a
不同字母表示在 P < 0. 05 水平上差异显著。
1661王瑞龙等:外来入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)对温度升高的响应
表 2 温度对薇甘菊挥发物化感作用的影响
Table 2 Effects of temperature on allelopathic potentials of volatiles from fresh leaves of Mikania micrantha
温度
(℃)
挥发物浓度
(g·% -3)
油菜(%)
苗高 根长
萝卜(%)
苗高 根长
22 0. 01 109. 30 ± 7. 00 a 92. 86 ± 4. 33 a 81. 28 ± 3. 42 a 87. 99 ± 3. 12 a
0. 02 92. 63 ± 5. 41 ab 72. 41 ± 4. 63 bc 73. 43 ± 2. 80 ab 78. 15 ± 1. 83 ab
0. 03 86. 93 ± 3. 85 b 56. 97 ± 4. 69 d 57. 07 ± 3. 30 d 64. 65 ± 4. 63 c
26 0. 01 104. 51 ± 7. 26 a 84. 50 ± 6. 25 ab 73. 77 ± 4. 32 ab 83. 89 ± 4. 24 ab
0. 02 83. 67 ± 4. 40 bc 61. 40 ± 5. 31 cd 59. 46 ± 3. 57 cd 71. 31 ± 3. 31 bc
0. 03 78. 15 ± 3. 26 bc 50. 04 ± 2. 73 d 51. 24 ± 3. 36 d 61. 61 ± 3. 94 cd
30 0. 01 82. 05 ± 7. 53 bc 84. 25 ± 4. 32 ab 68. 65 ± 3. 70 bc 78. 85 ± 5. 90 ab
0. 02 74. 94 ± 3. 57 bc 54. 27 ± 5. 59 d 48. 52 ± 4. 08 de 64. 95 ± 3. 85 c
0. 03 67. 93 ± 2. 56 c 35. 85 ± 2. 76 e 39. 22 ± 2. 32 e 49. 89 ± 4. 94 d
不同字母表示在 P < 0. 05 水平上差异显著。
表 3 温度对薇甘菊生物量分配的影响
Table 3 Effects of temperature on biomass allocation of Mikania micrantha
温度
(℃)
生物量
(g)
茎长
(cm)
叶面积
(cm2)
根生物量比
(g·g - 1)
茎生物量比
(g·g - 1)
叶生物量比
(g·g - 1)
比叶面积
(m2·kg -1)
22 1. 39 ± 0. 03 c 165. 97 ± 5. 02 c 390. 76 ± 18. 49 c 0. 12 ± 0. 00 a 0. 47 ± 0. 02 b 0. 41 ± 0. 01 a 68. 81 ± 3. 17 a
26 2. 24 ± 0. 07 b 257. 13 ± 13. 18 b 524. 31 ± 11. 58 b 0. 09 ± 0. 00 b 0. 55 ± 0. 02 a 0. 37 ± 0. 02 b 64. 73 ± 2. 37 a
30 3. 32 ± 0. 06 a 307. 51 ± 8. 46 a 617. 83 ± 16. 92 a 0. 08 ± 0. 00 b 0. 59 ± 0. 01 a 0. 33 ± 0. 01 b 56. 34 ± 2. 10 b
不同字母表示在 P < 0. 05 水平上差异显著。
高分别为对照组的 104. 51%、83. 67%和 78. 15%。
而当温度为 30 ℃,挥发物浓度为 0. 01、0. 02 和 0. 03
g· cm -3 时油菜苗高分别为对照组的 82. 05%、
74. 94%和 67. 93%。当薇甘菊挥发物浓度为 0. 03
g·cm -3,温度为 22 ℃、26 ℃和 30 ℃时油菜根长分
别为对照组的 56. 97%、50. 04%和 35. 85%。薇甘
菊挥发物浓度为 0. 01 g·cm -3,温度为 22 ℃、26 ℃
和 30 ℃时萝卜苗高分别为对照组的为 81. 28%、
73. 77%和 68. 65%。温度为 26 ℃,薇甘菊挥发物
浓度为 0. 01、0. 02 和 0. 03 g·cm -3时对萝卜根长分
别为对照组的 83. 89%、71. 31%和 61. 61%。而当
温度为 30℃,挥发物浓度为 0. 01、0. 02 和 0. 03 g·
cm -3时萝卜根长分别为对照组的 78. 85%、64. 95%
和 49. 89%(表 2) ,结果表明,温度升高增强了薇甘
菊叶片挥发物对受体植物的化感作用。
2. 4 不同温度对薇甘菊生物量分配的影响
在不同温度条件下生长 60 d 后,当温度为 22、
26 和 30 ℃时,薇甘菊总生物量分别为 1. 39、2. 24
和 3. 32 g。温度为 22、26 和 30 ℃时,薇甘菊茎长分
别为 165. 97、257. 13 和 307. 51 cm (表 3)。与 22
℃相比,当温度为 26 和 30 ℃时薇甘菊茎长分别增
加了 54. 9%和 85. 3%,同时温度为 26 和 30 ℃时茎
生物量比比 22 ℃的分别增加了 17. 0%和 25. 5%,
表明温度升高促进了薇甘菊茎的生长,增加了对茎
的生物量分配。温度为 26 和 30 ℃时薇甘菊的叶面
积比 22 ℃时分别增加了 34. 2%和 58. 1%;与 22 ℃
相比,当温度为 26 和 30 ℃时根生物量比分别减低
了 25. 0%和 33. 3%,同时叶生物量比分别减少了
9. 8%和 19. 5%。与 26 和 22 ℃相比,比叶面积在
30 ℃时分别显著减少了 13. 0%和 18. 1%。
3 讨 论
Willis和 Hulme (2002)通过研究温度和气候条
件对英国 2 种外来植物凤仙花(Impatiens glandulif-
era)和大叶牛防风(Heracleum mantegazzianum)种子
萌发的影响,指出温度是影响植物入侵的重要环境
因素之一。外来入侵植物黄顶菊(Flaveria bidentis)
的成功入侵与其种子具有耐高温能力密切相关,当
温度为 15、25 和 35 ℃时,黄顶菊种子的发芽率随着
温度升高而增加(任艳萍等,2008)。温度在 10 ~ 30
℃,入侵植物互花米草(Spartina alterniflora)种子的
萌发率和萌发速度呈先增后减的趋势(祝振昌等,
2011)。实验 3 d 后,薇甘菊种子在温度为 30 ℃时
的萌发率比 26 和 22 ℃ 分别增加了 43. 5% 和
157. 5%(图 1) ,表明温度升高显著提高了薇甘菊种
子的萌发率和萌发速度。
温度变化可以影响青蒿(Artemisia annua)挥发
油的生物合成(Bagchi et al.,2003)。温度为 20 ℃
2661 生态学杂志 第 31 卷 第 7 期
时,白三叶(Trifolium repens)花的香气释放量比 10
℃增加 58% (Jakobsen & Olsen,1994)。马尾松
(Pinus massoniana)和湿地松(P. elliottii)挥发物的
相对含量在一定范围内随着温度升高而增加(胡永
建等,2007)。苹果(Malus domestica)嫩枝中莰烯、
α-蒎烯、石竹烯等挥发物的释放量与温度呈正相关
(Vallat et al.,2005)。本研究表明,温度升高改变
了薇甘菊挥发物释放量,增加了 α-古巴烯、β-石竹
烯、α-法尼烯、α-葎草烯、α-柏木烯和 α-姜烯的相对
含量,同时减少了 β-荜澄茄油烯的相对含量。高温
诱导植物释放大量萜烯类挥发物是植物对高温的适
应策略(Mlot,1995;An et al.,2002) ,可能是温度影
响合成挥发性物质酶活性的结果(任琴等,2010)。
化感作用被认为是外来植物入侵的一种新机制
(Bais et al.,2003;Callaway & Ridenour 2004) ,环境
因子(水分、光照、营养状况、温度等)可影响植物的
化感作用(曾任森,1999;An et al.,2002;Wang et
al.,2010)。在高温(30 ℃ /25 ℃)条件下生长的黄
瓜(Cucumis sativus)比低温(25 ℃ /20 ℃)环境下的
黄瓜表现出较强的自毒作用(Pramanik et al.,
2000)。通过比较不同温度(20、25 和 30 ℃)对主要
的水华藻类巨颤藻(Oscillatoria princeps)和铜绿微囊
藻(Microcystis aeruginisa)生长和种间竞争的影响,
表明高温对颤藻的生长有利,颤藻对微囊藻的竞争
抑制参数随温度的升高而增加(陈家长等,2010)。
外来入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)水浸提液
对牛筋草(Eleusine indica)和马唐(Digitaria sangui-
nalis)的化感作用随着温度升高而增强(王瑞龙等,
2011)。薇甘菊挥发物具有一定的化感作用(Shao et
al.,2005;Ni et al.,2007) ,本研究表明,温度升高增
强了薇甘菊挥发物对受体植物的化感作用,尤其是
在高温条件下。
研究表明,藤本植物由于依赖其他植物或支持
物,可节省用于生长支撑组织的养分,将能量用于茎
长度的生长和叶面积的扩大,增强了覆盖能力,从而
有利于具有入侵能力的藤本植物扩散(蔡永立和郭
佳,2000;Allen et al.,2007)。据预测全球平均气温
若升高 1 ℃,植物将向高海拔地区迁移 180 m,同时
向高纬度处迁移 200 km(Walther et al.,2002)。Ku-
do & Suzuki (2003)对 5 种灌木 Ledum palustre,Em-
petrum nigrum,Vaccinium uliginosum,Arctous alpinus
和 Vaccinium vitis-idaea的增温实验表明不同物种营
养构件与生殖构件对升温的响应不同。温度升高促
进了草本植物草玉梅(Anemone rivularis)与西川韭
(Alllium xichuanense)的生长,西川韭与草玉梅对增
温具有较强可塑性(李小艳等,2009)。外来入侵恶性
杂草豚草(Ambrosia artemisiifolia)对高温(42 ℃)有较
强的适应性(邓旭等,2010)。入侵植物三裂叶蟛蜞菊
(Wedelia trilobata)在较高的温度范围内(30 ~
35 ℃) ,随着温度升高其光合速率加快,能适应我国
南方热带亚热带地区的强光高温气候,可能是其快
速扩散的原因之一(孙蓓育等,2009)。同样本研究
表明,温度升高显著促进了薇甘菊茎和叶片的生长,
增加了叶面积,有利于占据更大的生存空间,增强竞
争能力,表明温度升高可能加速薇甘菊的扩散。
本研究以常用受体植物油菜和萝卜生测温度对
薇甘菊化感作用的影响,今后需选用薇甘菊在自然
生境中的伴生种为受体植物做进一步的研究。同时
全球气温升高与 CO2、CH4、N2O和 O3等温室气体的
浓度增加有密切关系,关于温度和温室气体浓度升
高对薇甘菊入侵的协同作用有待深入研究。
参考文献
蔡永立,郭 佳. 2000. 藤本植物适应生态学研究进展及存
在问题. 生态学杂志,19(6) :28 - 33.
陈家长,孟顺龙,胡庚东,等. 2010. 温度对两种蓝藻种间
竞争的影响. 生态学杂志,29(3) :454 - 459.
邓 旭,王 娟,谭济才. 2010. 外来入侵种豚草对不同环
境胁迫的生理响应. 植物生理学通讯,46(10) :1013 -
1019.
胡永建,任 琴,金幼菊,等. 2007. 马尾松(Pinus massoni-
ana)、湿地松(Pinus elliottii)挥发性化学物质的昼夜节
律释放. 生态学报,27(2) :565 - 570.
李小艳,张远彬,潘开文,等. 2009. 温度升高对林线交错
带西川韭与草玉梅生殖物候与生长的影响. 生态学杂
志,28(1) :12 - 18.
任 琴,谢明惠,张青文,等. 2010. 不同温度、光照对虫害
紫茎泽兰挥发物释放的影响. 生态学报,30(11) :3080
- 3086.
任艳萍,古 松,江 莎,等. 2008. 温度、光照和盐分对外
来植物黄顶菊种子萌发的影响. 云南植物研究,30
(4) :477 - 484.
邵 华,彭少麟,张 弛,等. 2003. 薇甘菊的化感作用研
究. 生态学杂志,22(5) :62 - 65.
孙蓓育,孙兰兰,宋莉英,等. 2009. 入侵植物三裂叶蟛蜞
菊叶片叶绿素荧光对温度的响应. 华南师范大学学报
(自然科学版) ,11(4) :100 - 105.
王伯荪,廖文波,昝启杰,等. 2003. 薇甘菊Mikania micran-
tha 在中国的传播. 中山大学学报(自然科学版) ,42
(4) :47 - 50.
王瑞龙,韩 萌,梁笑婷,等. 2011. 三叶鬼针草生物量分
配与化感作用对大气温度升高的响应. 生态环境学报,
3661王瑞龙等:外来入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)对温度升高的响应
20(6 - 7) :1026 - 1030.
昝启杰,王勇军,王伯荪,等. 2000. 外来杂草薇甘菊的分
布及危害. 生态学杂志,19(6) :58 - 61.
曾任森. 1999. 化感作用研究中的生物测定方法综述. 应用
生态学报,10(1) :123 - 126.
张炜银,王伯荪,廖文波,等. 2002. 外域恶性杂草薇甘菊
研究进展. 应用生态学报,13(12) :1684 - 1688.
祝振昌,张利权,肖德荣. 2011. 上海崇明东滩互花米草种
子产量及其萌发对温度的响应. 生态学报,31(6) :
1574 - 1581.
Allen BP,Sharitz RR,Goebel PC. 2007. Are lianas increasing
in importance in temperate floodplain forests in the south-
eastern United States?Forest Ecology and Management,
242:17 - 23.
An M,Johnson IR,Lovett JV. 2002. Mathematical modeling of
residue allelopathy:The effects of intrinsic and extrinsic
factors. Plant and Soil,246:11 - 22.
Bagchi GD,Haider F,Dwivedi PD,et al. 2003. Essential oil
constituents of Artemisia annua during different growth peri-
ods at monsoon conditions of subtropical north Indian
plains. Journal of Essential Oil Research,15:248 - 250.
Bais HP,Vepachedu R,Gilroy S,et al. 2003. Allelopathy and
exotic plant invasion:From molecules and genes to species
interactions. Science,301:1377 - 1380.
Callaway RM,Ridenour WM. 2004. Novel weapons:invasive
success and the evolution of increased competitive ability.
Frontiers in Ecology and the Environment,2:436 - 443.
IPCC. 2007. Climate Change 2007: The Scientific Basis.
Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel
on Climate Change. Cambridge: Cambridge University
Press.
Jakobsen HB,Olsen CE. 1994. Influence of climatic factors on
emission of flower volatiles in situ. Planta,192:365 -
371.
Kudo G,Suzuki S. 2003. Warming effects on growth,produc-
tion,and vegetation structure of alpine shrubs:A five-year
experiment in northern Japan. Oecologia,135:280 - 287.
Lowe S,Browne M,Boudjelas S,et al. 2001. 100 of the
world’s worst invasive alien species:A selection from glob-
al invasive species database. IUCN-ISSG,Auckland,New
Zealand.
Mlot C. 1995. A clearer view of why plants make haze. Sci-
ence,268:641 - 642.
Ni GY,Li FL,Chen BM,et al. 2007. Allelopathic plants 21.
Mikania micrantha H. B. K. Allelopathy Journal,19:287
- 296.
Pramanik MHR,Nagai M,Asao T,et al. 2000. Effects of tem-
perature and photoperiod on phytotoxic root exudates of cu-
cumber (Cucumis sativus)in hydroponic culture. Journal
of Chemical Ecology,26:1953 - 1967.
Schneider SH. 2001. What is“dangerous” climate change?
Nature,411:17 - 19.
Shao H,Peng SL,Wei XY,et al. 2005. Potential allelochemi-
cals from an invasive weed Mikania micrantha H. B. K.
Journal of Chemical Ecology,31:1657 - 1668.
Vallat A,Gu H,Dorn S. 2005. How rainfall,relative humidity
and temperature influence volatile emissions from apple
trees in situ. Phytochemistry,66:1540 - 1550.
Walther GR,Post E,Convey P, et al. 2002. Ecological
responses to recent climate change. Nature,416:389 -
395.
Wang RL,Staehelin C,Peng SL,et al. 2010. Responses of
Mikania micrantha,an invasive weed to elevated CO2:
Induction of β-caryophyllene synthase,changes in emission
capability and allelopathic potential of β-caryophyllene.
Journal of Chemical Ecology,36:1076 - 1082.
Wang RL,Yang XY,Song YY,et al. 2011. Allelopathic
potential of Tephrosia vogelii Hook. f.:Laboratory and
field evaluation. Allelopathy Journal,28:53 - 62.
Weber E,Sun SG,Li B. 2008. Invasive alien plants in China:
Diversity and ecological insights. Biological Invasions,10:
1411 - 1429.
Willis SG,Hulme PE. 2002. Does temperature limit the inva-
sion of Impatiens glandulifera and Heracleum mantegazzia-
num in the UK?Functional Ecology,16:530 - 539.
作者简介 王瑞龙,男,1976 年生,博士,助理研究员。主要
从事化学生态学和有害生物控制方面的研究,发表论文 19
篇。E-mail:rlw2009@ scau. edu. cn
责任编辑 王 伟
4661 生态学杂志 第 31 卷 第 7 期