亚热带常绿阔叶林植物幼叶虫食防御对策研究.doc

亚热带常绿阔叶林植物幼叶虫食防御对策研究
【摘要】:植物与昆虫是森林生态系统的重要组成成分,它们通过长期的协同进化形成了密切的相互关系。两者在森林生态系统中发挥着承上启下的作用,连接初级生产和高级消费,是森林生态系统中重要的动态中心。由于营养丰富且较为脆弱,幼叶受到了食叶昆虫的广泛取食,面临巨大的取食压力,是植物叶片受损的主要时期。因此,幼叶期虽然短暂,却是了解植物与食叶昆虫相互关系的关键时期。植物的幼叶如何应对食叶昆虫的取食压力,一直是进化生物学和生态学研究关注的热点问题。要解决这一关键问题,则主要取决于下几个方面问题的回答:1)植物的幼叶面临怎样的虫食压力?2)面对虫食压力,植物幼叶又是如何进行防御,形成了怎样的防御对策?3)幼叶对虫食的防御对策受到哪些因素的影响?4)幼叶质量对食叶昆虫产生了怎样的影响,食叶昆虫如何与之适应?常绿阔叶林是我国亚热带地区的地带性植被,具有与热带森林和温带森林明显不同的种类组成和群落结构。论文选择位于我国亚热带南部的福建梅花山(116°45’25”--116°57’24”,25°15’24”-25°35’44”)和中北部的浙江天童(29°48’N,121°47’E)两地常绿阔叶林中代表植物作为研究对象,通过野外跟踪观测、室内属性分析、人工控制模拟、食叶昆虫调查和饲养等多种手段,研究了幼叶的物候特征、营养物质含量、物理特性、防御物质含量、叶片虫食强度以及食叶昆虫的多样性、生长发育和防御特征,以探讨亚热带常绿阔叶林中植物叶片的虫食特征、幼叶的综合防御对策、幼叶防御对策的影响因素以及幼叶质量对食叶昆虫的影响。主要研究结果如下:,幼叶期是虫食发生的主要时期为了解亚热带常绿阔叶林植物面临怎样的虫食压力,本文对福建梅花山和浙江天童两地76种常绿阔叶林植物的叶片的虫食进行了调查,结果显示:%,%,多数植物的叶片虫食率低于10%,叶片虫食频度主要分布在10-60%之间。乔木种与灌木种、优势植物与伴生植物之间的叶片虫食率和虫食频度均不存在显著差异()。超过60%的叶片虫食率和虫食频度发生在展叶期。福建梅花山常绿阔叶林植物的叶片虫食率(p=)和虫食频度(p=)均高于浙江天童。植物幼叶的虫食率随着海拔的升高而下降。以上结果表明,常绿阔叶林植物的叶片虫食强度介于热带雨林和温带森林之间,展叶期是叶片虫食发生的主要阶段,表现出过渡性特征;叶片的虫食在不同生活型和优势程度的植物间存在差异;叶片虫食率随纬度的升高和海拔的上升而降低。,具有防御功能的属性共同作用,形成了三种综合防御对策为明确亚热带常绿阔叶林植物如何应对昆虫的取食压力,本文以浙江天童地区38种常绿阔叶林植物幼叶属性和虫食数据为基础,开展了幼叶对食叶昆虫的防御对策研究。结果显示,幼叶的物候、营养和次生代谢物含量等具有防御功能的属性之间存在相互关联,不同的属性常常共同发生变化,形成固定的防御属性组合。亚热带常绿阔叶林植物幼叶的综合防御对策可以分为以下三种:小叶片出叶时间早,植物叶片含氮量和含水量均很低,符合“低营养质量”对策;大叶片的植物出叶时间晚,但展叶速度快,叶片营养质量高,防御能力不强,采取“逃