全球氣候變化除引起氣溫的改變外, 還會引起降雨在時間和空間上的變化(如降雨年型的變化)。有研究表明, 快速變化的氣候有利于具有較強(qiáng)的環(huán)境耐受能力、種間競爭能力、種子傳播能力等特點的外來植物的入侵。降雨波動對我國外來雜草反枝莧入侵大豆田會產(chǎn)生怎樣的影響呢? 為回答這個科學(xué)問題, 我們以反枝莧和大豆為研究對象, 在遮雨棚內(nèi)人工澆水模擬正常、欠缺、豐沛三種降雨年型, 采用盆栽試驗的方法, 研究兩種植物在單種和混種條件下的株高、相對生長速率和總生物量等生長指標(biāo)。

降雨年型變化下反枝莧和大豆株高和生物量積累有什么差異?

隨降雨量減少, 反枝莧與大豆的株高、總生物量均降低, 且反枝莧均比大豆具有更高的株高和總生物量, 這很可能與反枝莧為C4植物, 大豆為C3植物相關(guān); 混種大豆株高、總生物量均低于單種大豆, 說明種間競爭降低了大豆的株高和總生物量, 大豆的競爭能力與反枝莧相比較弱(圖2和圖3)。

降雨年型變化下反枝莧和大豆相對生長速率有什么不同？

不論單種還是混種栽培條件下, 兩物種均在6月時相對生長速率最大, 且反枝莧的相對生長速率值顯著高于大豆, 7月之后則低于大豆(圖5), 這可能是與大豆生育時期長、反枝莧生育時期短有關(guān)。

降雨年型對反枝莧和大豆的競爭有什么影響？

進(jìn)入7月之后大豆相對生物量的最大值出現(xiàn)在降雨豐沛年, 而反枝莧相對生物量的最大值出現(xiàn)在降雨欠缺年(圖6), 說明大豆在降雨增加時獲得更大的競爭優(yōu)勢, 而反枝莧則相反。相對于降雨豐沛年, 降雨欠缺年對反枝莧的入侵更有利。

綜上, 不論在何種降雨年型下外來雜草反枝莧均能在與大豆的競爭中獲得優(yōu)勢地位, 尤以降雨欠缺年為甚, 其可以在較廣的降雨變化范圍內(nèi)保持較高的株高、相對生長速率及總生物量,很可能是其成為全世界范圍內(nèi)降雨變化背景下成功入侵的重要生物學(xué)特點。