全 文 ：新疆农业科学 ：
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苍耳属两种植物种群构件生物量结构特征
迪利夏提 哈斯木 ， 武红旗 ， 买 买提江 吐 尔逊 ， 周桂玲 ，
新疆农业大学草业与 环境科学学院 新》草地资源与 生态重点 实验室 ， 乌鲁木齐
新摟农业大学林学 与 园 艺学院 乌 鲁木齐 ； 吉尔 吉斯斯坦噢什科技大学环境科学 系 ）
摘 要 【 目 的 】搞清意大利苍耳和当地苍耳扩散分布与种群构件生物量结构之间的关系 及意大利苍耳人侵
定居和种群构件生物量分配之间的关系。 【方法 】 通过选择具有代表性的意大利苍耳和苍耳种群分布地段 ，
对种群生物量进行测定 。 【 结果 】 两种苍耳种群的果实数量和株高 、果实生物量和植株总生物量 以及株高 、
根 、茎 、叶与果实生物量之间存在正相关关系 它们的生长结果和资源的分配有规律性 两种苍耳各构件生物
量之间关系均表现为果实 茎 叶 根 ； 两种苍耳的不同构件生物量对果实生物量的影响表现为 ：意大利苍
耳茎 根 叶 ，苍耳为叶 茎 根 ；茎对意大利苍耳果实生物量的制约 比叶对苍耳果实生物量的制约效果更
大 这种生物量分配方式转变可能是意大利苍耳 比苍耳具有更强繁殖扩散能力 能够在短时 间内达到增加分
布范围 成功定居新疆大部分区域的原因之一 。
关键词 ：外来入侵植物 ； 意大利苍耳 ；苍耳 ；构件生物量
中 图分类号 ： 文献标识码 文章编号
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收稿 日期
基金项 目 ： 国家国际科技合作计划资助 （ ； 土壤学 自 治区重点学科
作者简介 ： 迪利夏提 哈斯木 ， 男 ，新疆人 ， 副教授 ， 硕士 研究方 向为干旱 区植物资源 ， （
通讯作者 ： 买买提江 吐尔逊 男 ，新疆人 副教授 研究方向为植物资源学 ， （
4 期 迪利夏提 哈斯木等 苍耳属两种植物种群构件生物量结构特征
； ； ； ；
引 言
【研究意义 】植物种群构件理论是 目前植物种群生态学和植物生殖生态学研究领域的热点之一⑴ 。
植物种群和个体构件生物量是植物与环境因素共同作用的结果 ， 既反映了植物种群对环境条件的适应
能力和生长发育规律 也反映了环境条件对植物种群的影响程度 ’ 。 【 前人研究进展 】 近年来不少学
者将植物种群构件理论引用到人侵生态学中 ，利用种群构件理论研究外来人侵植物的根、茎 、叶和花等
各构件的数量特征及其相互关系 探索外来人侵植物的入侵能力及人侵机理 ’ 。 近期的最适防御假
说认为 ，植物的有限资源的生物量分配在维持 、存活 、生长 、繁殖和防御之间存在着颉颃关系 ， 外来种人
侵扩张是生物量分配方式转变 的结果 】 。 【 本研究切入点 】 苍耳 （ 成 和意大利苍耳
为菊科苍耳属一年生杂草 。 苍耳又称西伯利亚苍耳 ， 原产于美洲和东亚 ， 广布欧洲
大部和北美部分地区 ， 生于 山坡 、草地 、路旁 我国各地广布 新疆南北部广泛分布 。 意大利苍耳原产
地为北美洲 ， 现主要分布在东 、西半球的中纬度地区 ， 年 月 最早在北京市昌平区北祁家镇发现 ，
年 月在新疆温泉査干屯格乡农区路边发现 ， 年 月在博乐市郊路边发现并已有一定数量 ，
年发现意大利苍耳已扩散到新疆多个地区 并在某些局部地区和区域已形成优势种或优势群落 ，
呈现大面积分布 ’ 。 关于这两种苍耳的生物量分配特性及意大利苍耳的人侵与生物量之间关系的研
究未见报道 。 【拟解决的关键问题 】 以当地种苍耳为实验对照 测定入侵植物意大利苍耳的种群构件生
物量 ， 比较两种苍耳构件生物量分配方面的规律 ，搞清意大利苍耳和当地苍耳扩散分布与种群构件生物
量结构之间的关系 ， 探讨意大利苍耳入侵定居和种群构件生物量分配方式转变之间 的关系 。
材料与 方法
材 料
以苍耳和意大利苍耳为研究材料 于 年 月至 月 在乌鲁木齐九龙生态园附近 地理坐标为
° ”
、
°
， 海拔 ，进行实地采样 ， 采集季节为盛果期 。 根据新疆维吾尔 自治区气象
局提供的资料 ， 年观测点所处 区域的年最低气温 （ 月 ） 为 、最高气温 （ 月 ） 为
高温集中在 月 ； 年均降水量为 、年蒸发量 属于典型的荒漠气候 。
方法
取样
选择具有代表性的苍耳和意大利苍耳种群分布地段 并随机挖取 株大小不等的个体 种植物
株 株 ） 。 将其根系全部挖出连其土坨带回实验室 ， 用水浸泡去掉根部泥土 ， 冲洗干净后 ， 测
其个体的株高 ， 将每株根 、茎 、叶 、果实分开 分别装袋 ， 在 弋下烘至恒重 用 电子天平逐株逐
项称重 。
数据处理
将全部测定的数据进行统计分析 。 对各构件生物量之间关系建立定量化描述模型 。 所有定量关系
均进行线性函数 ： ， 幂 函数 指数函数 ： 模型的 回归分析 其相关性最高者为其
描述模型 。 采用 数据统计软件进行显著性检验 。
结果与分析
种群各构件生物量比较
两种苍耳种群构件生物量的最大值和最小值反映了观测样本的实际大小范围 。 意大利苍耳果实 、
茎 、叶和根的生物量占总生物量的百分比分别为 、 、 和 ； 苍耳果实 、莲 、叶
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新疆农业科学 卷
和根的生物量占总生物量的百分比分别为 和 。 可以看出 ，两种苍耳
各构件生物量占总生物量的百分比大小均表现为果实 茎 叶 根 。 表
表 两种苍耳种群各构件生物量
种名 意大利苍耳 苍耳
项 目 平均 范围 平均 范围
总生物量
根
茎
丨
叶
果实
种群果实生物量与植株高度的关系
经回归分析和相关性检验 ，在意大利苍耳和苍耳种群的果实数和株高之间的拟合方程分别为
和 ， 相关系数 分别为 和 果实生物量和植株总生物量之
间的拟合方程分别为 和 ， 相关系数妒为分别为 和 ， 果实
数和株高之间 、果实生物量和植株总生物量之间均存在正相关关系 ， 均可用线性函数表达。 通过拟合方
程的 值可以反映出制约作用的规律性 意大利苍耳和苍耳果实数量随植株高度呈现线性数形式增加 ，
值分别为 和 而果实生物量和植株总生物量也呈现线性函数形式增加 ， 值分别为
和 。 表
表 两种苍耳种群果实数量和株高 、果实生物霣和植株总生物量的关系
意大利苍耳 苍耳种名
项 目 平均 。 平均
株高
果实数 株
相关性
植株总生物量
果实生物量
相关性
种群各构件生物量之间的关系
经回归分析和相关性检验 两种苍耳株高 、根 、茎 、叶和果实生物量之间存在着显著的正相关关系 ，
可用线性函数和指数函数模型表达 。 通过各模型的拟合方程的 和 值可以反映出它们之
间制约作用的规律性 。 表
意大利苍耳的株高与根、茎 、叶和果实生物量呈现指数函数形式增加 ， 值分别为 、 、
和 ；根生物量与茎 、叶生物量呈指数函数形式增加 ， 值分别为 、 根生物量与果
实生物量呈现线性 函数增加 ， 值为 茎与叶和果实生物量呈现线性函数形式增加 ， 值分别 为
和 ； 叶与果实生物量呈现线性函数形式增加 值为 。 表
苍耳的株高与根 、茎 、叶和果实生物量呈现线性 函数形式增加 ， 值分别为 和
4 期 迪利夏提 哈斯木等 苍耳属 两种植物种群构件生物量结构特征
根生物量与茎、叶生物量呈线性函数形式增加 ， 值分别为 、 ，根生物量与果实生物量
呈现指数函数形式增加 值为 茎与叶生物量呈现幂 函数形式增加 ， 值为 ， 茎与果实生物
量呈现线性函数形式增加 ， 值为 ； 叶与果实生物量呈现指数函数形式增加 ， 值为 。 表
意大利苍耳根 、茎 、叶生物量对果实生物量的影响表现在果实生物量随根 、茎 、叶生物量呈指数函数
和线性函数形式增加 ， 值分别为 、 和 ， 根 、茎 、叶生物量对果实生物量的影响制约程
度表现为茎 根 叶 ；而苍耳根 、茎 、叶生物量对果实生物量的影响表现在果实生物量随根 、茎 、叶生物
量呈线性函数和幂 函数形式增加 ， 值分别为 、 和 ， 根 、茎 、叶生物量对果实生物量的
影响制约程度表现为叶 〉茎 根 。 表
表 两种苍耳种群各构件生物量之 间的关系
意大利苍耳 苍耳
种名
项 目 拟合方程 拟合方程
根生物量
茎生物量
叶生物量
果实生物量
根生物量 茎生物量
叶生物量 ‘
果实生物量 °
茎生物量 叶生物量 °
果实生物量
叶生，量 果实生物量 〗
讨 论
植物生长结果和资源的分配一般遵循某种规律 大部分可用线性 函数 、幂 函数或指数函数模型表
达 并选择其中相关系数最大的作为其研究模型 两种苍耳种群的果实数与株高 、 果实生物量与植
株总生物量之间的关系均可用幂函数模型表达 ， 株高 、根 、茎 、叶与果实生物量之间的关系可用线性函数
和幂函数模型表达 它们之间均存在正相关关系 。 这一结果表明 两种苍耳植株的生长结果和资源的分
配有规律性。
资源利用假说认为 ， 植物可通过调整分配给各构件的相对资源 比例来保障其生长发育成功 。
实验结果表明 ， 两种苍耳各构件生物量 占总生物量的百分 比大小均表现为果实 茎 叶 根 。 在整个
生长季大量干物质分配到果实 ， 果 实 的生物量投资在总生 物量 中所 占 的 比例分别 为 和
，可以看 出 ，两种苍耳各构件 中果实的生物量投人最大 ，从种群角度来讲 ， 这符合大面积扩散 ， 分
布范围广这一特征 ， 这是这两种苍耳能够在新疆广泛分布的重要原因之一 。
多数陆生人侵植物均为有较强有性繁殖能力的一年生或多年生植物 。 入侵植物的果实是最重要的
一个部分 ， 大部分人侵植物的繁殖和扩散靠果实完成 ’ 。 外来种入侵扩张是生物量分配方式转变
的结果 。 果实具刺 、果实异形 、植物体适 口性差等多方面因 素影响两种苍耳生态适应性 ’ 。 实验
结果显示 ， 意大利苍耳和苍耳单株平均果实数量分别为为 、 ， 果实平均重量分别为
、 意大利苍耳的单株平均果实数量和平均重量是苍耳的 和 倍 说明意大利苍耳通
过增加果实数量 ， 实现扩大种群分布 ， 完成在新环境成功定居 。 这应当是意大利苍耳 比苍耳具有更强扩
散能力 ， 能够在短时间内达到增加分布范围 ， 成功定居新疆大部分区域的重要原因之一 。
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意大利苍耳根 、茎 、叶生物量对果实生物量影响的线性函数 值分别为 、 和 ， 根 、
茎、叶生物量对果实生物量的影响制约程度表现为茎 根 叶 ； 苍耳根、 茎 、叶生物量对果实生物量影响
的线性函数 值分别为 和 根、莲 、叶生物量对果实生物量的影响制约程度表现为叶
茎 根 。 可以看出 ，影响意大利苍耳果实生物量的关键因素是茎 意大利苍耳通过增加植株高度及分
枝数量 ， 增加茎的生物量 ，实现增加果实数量及生物量 ， 实现扩大种群分布范围 ；而影响苍耳果实生物量
的关键因素是叶 苍耳是通过增加植株叶子的数量及面积来实现增加果实数量及生物量 保持种群分布
及种群繁衍 。 意大利苍耳和苍耳平均株高分别为 和 ，植株平均总重量分别为 和
意大利苍耳的单株平均果实数量和平均重量是苍耳的 和 倍 影响果实生物量的线
性 函数 值中 茎影响意大利苍耳果实生物量的 值为 ， 而叶影响苍耳果实生物量的 值为
。 这可能是由于茎对意大利苍耳果实生物量的制约比叶对苍耳果实生物量的制约效果更大 ， 这种
生物量分配方式的转变这可能是意大利苍耳比苍耳具有更强适应能力 ， 迅速适应新环境的一种适应方
式 。
结 论
对两种苍耳种群的果实数与株高 、果实生物量与植株总生物量以及株高 、根 、茎 、叶与果实生物量之
间均存在正相关关系 它们 的生长结果和资源的分配有规律性 ；两种苍耳各构件中果实的生物量投入最
大 ， 这符合大面积扩散 分布范围广这一特征 ； 意大利苍耳的单株平均果实数量和平均重量是苍耳的
和 倍 ， 意大利苍耳通过增加果实数量 ， 扩大种群分布 ， 完成在新环境成功定居 ； 两种苍耳的
不同构件生物量对果实生物量的影响表现在 意大利苍耳茎 根 叶 ， 苍耳的叶 莲 根 ， 基对意大利
苍耳果实生物量的制约可能 比叶对苍耳果实生物量的制约效果更大 ， 这种生物量分配方式的转变可能
是意大利苍 比苍耳具有更强适应能力 能够在短时间 内达到增加分布范围 是成功定居新疆大部分区
域的原因之一 。
参考文献
潘玉梅 唐赛春 蒲高忠 等 外来人侵植物小飞蓬种群构件生物量结构特征 广西植物 ， ， ：
’
：
陶建平 ， 钟章成 匍匐茎草本活血丹在不 同养分条件下 的克隆形态 生态学报 ， ：
；
王伯荪 ， 李鸣光 ， 彭少麟 植物种群学 广州 ： 广东 高等教育出版社 ，
：
李红 ， 杨允菲 卢欣石 松嫩平原羊草种群生殖分蘖株 的数量特征及其定量 关 草业学报 ， 〉
：
李瑞利 ，石福 臣 ， 张秀玲 天津沿海滩涂互花米草种群生殖分株数量特征及生殖分配研究 植物研究 ，
—
，
齐淑艳 ，徐文铎 ， 文言 外来人侵植物牛膝菊种群构件生物量结构 应用生态学报 ， ：
，
： ， ，
苏新 国 穗卿 王宁生 ， 等 苍耳子药用研究进展 中药新药与临床药理 ，
：
4 M

迪利夏提 哈斯木等 苍耳属两种植物种群构件生物量结构特征
吴冬 黄姝博 李宏庆 意大利苍耳二形性种子萌发 、植株生长差异及生态适应性 生态学报 ，
—
：
杜珍珠 徐文斌 ， 阎平 等 新通苍耳属 种外来人侵新植物 新疆农业科学 ：
：
孙华之 ， 谭敦炎 曲荣明 短命植物小疮菊异形瘦果特性及其对荒漠环境的适应 生物多样性 ， ：
—
：
—
：
王四海 ， 孙卫邦 ， 成晓 逃逸外来植物肿柄菊在云南的生长繁殖特性 、地理分布现状及群落特征 生态学报 ， ：
：
徐海根 ， 强胜 韩正敏 等 外来人侵物种的分布与传人路径分析 生物多样性 ， ：
：
徐汝梅 ， 叶万辉 生物入侵 北京 ： 中国科学 出版社 ，
； ：