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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上入侵植物侵入機制進(jìn)展概述摘要：在全球變化的背景下，不同植物為了適應(yīng)不同的生存環(huán)境，也將擁有自己的一套生理生化機制。在眾多的植物中，入侵植物之所以能夠很好的適應(yīng)它們的侵入地，搶占先前該地植物的生存空間，甚至是對本土植物造成傷害，最終破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)結(jié)構(gòu)，當(dāng)然與它們各自獨特的入侵機制有關(guān)。隨著時間的發(fā)展，生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境也發(fā)生了變化，入侵植物為了成功入侵它們的入侵機制當(dāng)然也變化著。關(guān)鍵詞：入侵植物 環(huán)境 1 生物入侵的概念與危害1.1 生物入侵 生物入侵是指由于人為或自然因素，外來物種被引入新的生境中，并對新生境、本地物種及人類健康帶來威脅的現(xiàn)象，具有入侵性的生物叫做入侵生物

2、【1】。1.2 生物入侵的危害 生物入侵的危害主要分4方面：破壞生態(tài)系統(tǒng)，威脅生物多樣性；本地種滅絕與消失；造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失；威脅讓人體健康【2】。2 入侵植物的機制外來植物被引入、定居在新棲息地后，通過自身生物潛力的發(fā)揮建立種群，潛伏或擴散爆發(fā)，與新棲息地的環(huán)境和生物建立起復(fù)雜的關(guān)系，外來物種能否入侵成功，與其生物學(xué)特性、新居地的抗干擾能力和人類活動密切相關(guān)。2.1入侵植物的生物學(xué)特征成功的外來種是能夠適應(yīng)各種環(huán)境因子的，即具有較強的環(huán)境適應(yīng)能力。它們能夠在這樣的環(huán)境中獲得競爭優(yōu)勢、占據(jù)一定得生態(tài)位。使得某種入侵植物能夠成功成為入侵的原因有很多。在進(jìn)行干旱脅迫對假臭草幼苗生長和生理生態(tài)特征的

3、影響的研究中發(fā)現(xiàn)假臭草在干旱脅迫下，體內(nèi)的葉綠素含量、生物量及分配、光合蒸騰、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量均發(fā)生了不同程度的變化。表明其體內(nèi)抗旱機制多種多樣，能夠適應(yīng)多種生境，可能是其成勢入侵植物的原因之一【3】。入侵植物的繁殖能力與入侵也有關(guān)系。南美蟛蜞菊最初是作為觀賞性植物引進(jìn)的，在逃逸為野生后，以其旺盛的生長、繁殖能力和生存競爭使種群不斷擴大、蔓延，成為一種外來入侵植物。在此過程中，克隆繁殖起這重要作用【4】。對于某些入侵植物來說，它們不是只是具有單一的繁殖方式，例如加拿大一枝黃花，它就具有種子和地下根狀莖兩種繁殖方式【5】，多種繁殖方式不僅加快了入侵植物的繁殖速度，也有利于他

4、們度過不同的生長環(huán)境，最終達(dá)到繁殖的目的。纓丹繁殖能力也很強，具有性及無性繁殖的能力，通過有性繁殖實現(xiàn)長距離傳播、通過無性繁殖實現(xiàn)領(lǐng)域擴散，從而成功入侵【6】。光照在某些層面上也可以影響入侵植物，劍葉金雞菊的生物量分配在不同光照條件下也表現(xiàn)出可塑性變化來適應(yīng)環(huán)境的變化【7】。水分對于植物的生長來說是以個相當(dāng)重要的因素。在某個地方也許在某一年突遇干旱或洪澇，對于一些植物來說他們可能會因此致死，而對于入侵植物來說，他們在水分的脅迫下當(dāng)然是擁有自己的調(diào)控機制。薇甘菊具有較強的適應(yīng)能力，雖然在土壤含水量1 020、空氣相對濕度在20一30的水分脅迫下，薇甘菊幼苗的生長，凈光合速率、量子效率和水分利用效

5、率明顯被抑制。但水分迫3天后，脅迫的薇甘菊幼苗開始出現(xiàn)生長分化，30的幼苗出現(xiàn)高生長現(xiàn)象，擴大了薇甘菊的適生范圍【8】。對于一些入侵植物而言，它們的種子產(chǎn)量也是相當(dāng)可觀的。調(diào)查上海地區(qū)的粗糙一枝黃花發(fā)現(xiàn)，平均每株有近1500個頭狀花序，每個頭狀花序中又能長出14枚種子，因此，一株可以形成2萬多粒種子【9】。對于一些入侵植物它們的種子也具有高度可塑性，如郭水良等對金華地區(qū)北美車前連續(xù)5年的定點調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著種群密度的不斷增加，單株產(chǎn)種子量呈明顯的下降趨勢，第5代株產(chǎn)量僅為定居時的11763。種群密度的增加，意味著個體間競爭的加劇，個體用于營養(yǎng)生長的能量相應(yīng)增加，從而使個體在激烈的競爭中占有優(yōu)勢【

6、10】。一些形態(tài)學(xué)的特征也是植物入侵成功的原因。水浮蓮在自然條件下，水浮蓮可以生長到lm。葉基生，廣腎形或闊卵形，一般寬515cm，長2040cm，斜向上長出，成株時一般具有67片葉，葉片深綠有光澤，葉脈多而密集，縱向分布，葉柄中部膨大成葫蘆狀，中間由海綿組織填充，內(nèi)部可貯存空氣，使整個植株得以漂浮在水面，形成漂浮植氈層。根為須根系，形狀如柔軟的羽毛，叢生于植株莖的基部，向下懸垂于水中，在較淺的水域，可以直接插入底泥中吸收營養(yǎng)，一般較新的根為藍(lán)紫色，老根為紫黑色?；樗霠罨ㄐ?，藍(lán)紫色，有小花610朵，漏斗狀，花瓣6，雌蕊1，雄蕊6，子房上位，莖中有鞘狀苞葉【11】。在生物學(xué)方面，對于入侵植物來

7、說，不同的入侵植物在不同方面都具有自己的生物學(xué)機制以使自己成功入侵。就目前而言，對于入侵植物的生物學(xué)機制研究較多的就是侵植物的生態(tài)幅、繁殖能力、傳播能力及傳粉能力等。正是由于入侵植物在這某一方面或是兼具多方面的特性，就使得了某一入侵植物在某地較好的生長繁殖，適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。需要注意的是，入侵物種的入侵性表現(xiàn)在很多方面。2.2 入侵植物與土著植物的相互作用入侵植物定居新環(huán)境后，與土著生物間的關(guān)系很復(fù)雜，其相互作用主要包括：入侵植物和土著植物的種間抑制、土著生物群落對入侵植物的抵抗作用和入侵植物種間的協(xié)同作用對于一些入侵植物來說，當(dāng)幾種入侵植物同時侵入某一環(huán)境時，他們會相互配合，協(xié)同入侵新環(huán)境。還

8、有一些入侵植物在入侵的過程中甚至與土著植物發(fā)生自燃雜交，改變了基因組成，增強了環(huán)境適應(yīng)性，形成了新的物種，如大米草就是互花大米草與歐洲大米草的雜交后代【12】。像這樣入侵物種通過雜交和基因滲入的方式把基因入侵到土著植物的基因庫中，造成了土著植物基因型的散失，并將有可能導(dǎo)致土著植物的滅絕，這種雜交很有可能使產(chǎn)生的后代比親本具有更強的入侵性，從而導(dǎo)致更為嚴(yán)重的生態(tài)后果【6】。正是由于這些作用的變化與發(fā)展才使得入侵植物在環(huán)境不斷變化的條件下能夠成功入侵。入侵植物壓制或排擠本地種以改變食物鏈或食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，特別是外來雜革，在入侵地往往導(dǎo)致植物區(qū)系變得非常單一，對本地物種多樣性造成嚴(yán)重危害。入侵植物的化

9、感作用對于植物的成功入侵是很重要的一方面因素。某一種植物一旦離開原產(chǎn)地來到新的環(huán)境，其化感作用會使本地群落的土著植物難以應(yīng)。從而成為排擠和絞殺土著物種的有力武器。至今已發(fā)現(xiàn)的植物化感物質(zhì)有酚類，萜類， 含氮化合物以及聚乙炔和香豆素等次生物質(zhì)，其中酚類物質(zhì)為重要的水溶性化感物質(zhì)【13】。春一年蓬不同提取方式下的浸提液對油菜、長梗白菜、番茄、黃瓜等4種作物種子的最終萌發(fā)率和幼根生長主要起抑制作用【14】。土荊介一種原產(chǎn)于熱帶美洲的植物，后經(jīng)人類活動裹挾帶入我國，1864年首次發(fā)現(xiàn)于我國臺灣臺北的淡水，目前廣泛分布于我國大部分地區(qū)，多生長在路邊、河岸、荒地和農(nóng)田中，并向環(huán)境中釋放化感物質(zhì)影響周圍植物

10、的生長發(fā)育日，威脅著入侵地的生物多樣性【13】。莖澤蘭對一些豆科、十字花科和禾本科草本植物以及入侵地的伴生植物都具有化感抑制效應(yīng)。說明紫莖澤蘭對周圍植物的生長具有明顯的化感作用潛力。這種化感潛力將嚴(yán)重影響周圍植物對地上和地下資源的競爭能力，導(dǎo)致植物吸水、吸肥、爭取陽光的能力降低，這也許是紫莖澤蘭成功入侵和迅速蔓延的原因之一【15】。紫莖澤蘭會引起馬屬動物哮喘病，爛蹄病，牲畜誤食引起腹瀉、脫毛、母畜流產(chǎn)、痙攣，甚至窒息而死【16】。在排除了其他生物對于入侵植物本身的影響下，入侵植物得以更好地扎根。外來入侵物種與其他植物一樣，能夠通過根系分泌、雨水淋溶、微生物分解有機殘體等方式釋放化感物質(zhì)進(jìn)入土壤

11、，增加土壤中的化感物質(zhì)，但是外來人侵植物化感作用的地理變化比較明顯。外來入侵物種釋放的化感物質(zhì)除了能夠增加土壤中化感物質(zhì)的含量還能夠影響土壤的PH值，影響土壤中的有機碳及有機質(zhì)，影響土壤中的化學(xué)元素的組成，影響土壤的物理性質(zhì)。外來入侵植物所釋放的化感物質(zhì)能夠影響土壤微生物生理生態(tài)，如薇甘菊根提取的化感物質(zhì)能夠改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)【17】。外來入侵植物的化感物質(zhì)還能影響微生物的酶活性，呼吸等生理過程，通過微生物的生理生態(tài)活動改變周圍環(huán)境的資源競爭，影響周圍生物。外來入侵植物不僅能引起入侵地土壤理化性質(zhì)的改變，也對土壤微生物群落造成影響。這種改變可能反過來影響入侵植物，從而有利于入侵植物在入侵地

12、的生長和競爭【18】。有實驗表明了外來入侵植物具有較強的氮素同化能力；外來植物入侵不同程度地促進(jìn)了土壤氮素的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而加速了被入侵地生態(tài)系統(tǒng)中的氮素循環(huán)。因此，較強的氮素同化能力與加速土壤氮素的轉(zhuǎn)化可能是植物成功入侵的重要機制之一【19】。同樣的，對于一些寄生性入侵植物，他們會促進(jìn)或抑制寄主的生長。田野菟絲子可以抑制薇甘菊的生長【20】。田野菟絲子可以寄生薇甘菊，能夠纏繞在薇甘菊的莖上奪取其所需的養(yǎng)分和水分，使薇甘菊葉片變黃甚至整株枯死【21】。2.3 新棲息地環(huán)境變化新棲息地的環(huán)境變化柄息地環(huán)境條件的變化和人為活動對環(huán)境的影響，都能在土著生物群落中形成空的生態(tài)位，或降低土著生群落的抵抗力，有

13、利于外來植物的成功入侵。另外，從整個生物圈的角度看，全球變化會使氣候帶范圍發(fā)生改變，從而改變物種與資源的分布區(qū)域，結(jié)果促進(jìn)入侵。如大氣中二氧化碳濃度的增加會延緩草原群落演替的過程，為外來種進(jìn)入群落提供機會【22】。種群遺傳變異對于入侵植物而言是一種可行的入侵機制。曾經(jīng)就有調(diào)查表明了相同的加拿大一枝黃花在不同的生境中，變異性也是各異的【23】。對于一些入侵植物，它們?yōu)榱烁玫剡m應(yīng)新的生存環(huán)境，也會改變自身的形態(tài)，如喜旱蓮子草雄蕊雌化現(xiàn)象【24】。處于不同的環(huán)境中，原本相同的入侵物種也會由于爭奪有利的生存環(huán)境而做出形態(tài)的變化，如外來入侵植物簕仔樹，它們會有不同的葉綠素含量，不同的氨基酸含量，種子形

14、態(tài)也發(fā)生了差異【25】。更有入侵植物，由于新環(huán)境的到來，在根莖葉方面都發(fā)生了變化。如生態(tài)入侵植物三裂葉豚草營養(yǎng)器官適合生態(tài)入侵的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)主要是通過加強根系的水分吸收和輸導(dǎo)功能、提高莖葉的水分貯藏功能、降低莖葉水勢以促進(jìn)植物對水分的吸收以及加強葉片的同化作用來實現(xiàn)在各種復(fù)雜環(huán)境條件下迅速生長發(fā)育，從而實現(xiàn)有效的生態(tài)入侵【26】。趨利避害不僅僅在人類中適用，對于植入來說同樣如此。選擇合適的生存環(huán)境，擁有便利的入侵途徑對于生物入侵也很重要。在重慶市萬州區(qū)就有便利的條件利于植物入侵，這里擁有脆弱、簡單和交通便利的環(huán)境，熱帶性植物區(qū)系環(huán)境【27】。對于環(huán)境這樣一個因素而言，植物生態(tài)適應(yīng)的方向和途徑與環(huán)境

15、綜合作用中的主導(dǎo)因子密切相關(guān)，小尺度上的環(huán)境因子在大尺度環(huán)境主導(dǎo)下對植物直接產(chǎn)生作用【28】。對于一些寄生性的入侵植入而言，要想在某一地方成功入侵，那么在寄生植物與寄主的相互作用中，寄生植物可與寄主發(fā)生區(qū)域性適應(yīng)【29】。通常說入侵植物去適應(yīng)它要生存的環(huán)境，同時在一些方面入侵植物也能夠起到一些生態(tài)調(diào)控作用。如鳳尾蓮對赤潮的生態(tài)調(diào)控【30】。入侵植物能夠成功成為入侵植物是多方面因素的相互作用。入侵植物基本上都是有害的。人們常常為了控制入侵植物的繁殖而采用不同的方法，但是就入侵植物本身而言，它們?yōu)榱吮荛_這有有害于自身的因素也同樣會做出不同的反應(yīng)，改變自身的形態(tài)，釋放出一些化學(xué)物質(zhì)等。要想對入侵植物

16、的入侵機制研究，這樣的研究并不是一次研究就足以，需要一直不斷地研究。在全球變化的背景下，入侵植物的入侵機制也是不斷變化的。參考文獻(xiàn)：1孫蘭蘭.模擬酸雨對3種外來入侵植物生理生態(tài)特性的影響.2鐘圣.我國入侵植物的研究進(jìn)展.安徽農(nóng)學(xué)通報. 2010，16（3）3闞麗艷.海南省外來入侵植物假臭草的入侵機理及其風(fēng)險性評價. 4楊東娟，朱慧.入侵植物南美蟛蜞菊克隆繁殖特性初探.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2008，36(15)：64696470,6532 5董梅，陸建忠，張文駒，陳家寬，李博.加拿大一枝黃花一種正在迅速擴張的外來入侵植物.植物分類學(xué)報44(1)：72-85(2006)6林英，戴志聰，司春燦，杜道林.入侵植物馬纓丹(Lantanacamara)入侵狀況及入侵機理研究概況與展望.海南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2008年3月.第21卷第1期