2015神农架生物学实习小论文 神农架区域内一年蓬适应性分布 龙振宇陈胜之*陈洁仪 (复旦大学生命科学学院,上海200433) 摘要:一年蓬原产自北美,是神农架林区内的一种入侵植物。神农架环境多样, 其海拔高度、光照强度及生物物种分布等生物、非生物因素变化较大。作为一种 典型的阳生植物,一年蓬的形态结构产生了许多适应性特征,从而实现了在神农 架区域内的广泛分布。同时,一年蓬在人类活动频繁地区似乎有更强的适应力。 我们于不同海拔、光照等条件下对一年蓬进行了各种性状的统计,试图对其适应 性进行合理解释,为今后神农架区域内一年蓬的治理给出一些建议。 关键词:阳生植物,海拔高度,抗虫性,叶序 Adaptive distribution of Erigeron annuus in Shennongjia Zhenyu Long, Shengzhi Chen", Jieyi Chen** ( School of Life Sciences, Fudan University, Shanghai 200433) Abstract: Erigeron annuus, native to North America, is a kind of invasive plant in Shennongjia Forestry District. Different biological and abiotic factors, such as altitude light intensity, species distribution, contribute to diverse environment in Shennongjia As a kind of typical sun plants, Erigeron annuus has involved adaptive features in morphological structure, which achieved its widely distributed in the Shennongjia area At the same time, we find that Erigeron annuus seems to adapt to arears of frequent human activity. In order to make a reasonable explanation of its adaptability and give some suggestion on governance of Erigeron annuus in the Shennongjia area in future we did a survey of various characteristics of Erigeron annuus at different altitude, under different lighting conditions Key words: sun plants, altitude, pest resistance, phyllotaxy 共同第一作者 Author for correspondence. E-mail:13307110292 fudan.edu. c 共同第一作者 Author for correspondence. E-mail:30711041 fudan educ
2015 神农架生物学实习小论文 神农架区域内一年蓬适应性分布 龙振宇 陈胜之 陈洁仪** （复旦大学生命科学学院，上海 200433） 摘要：一年蓬原产自北美，是神农架林区内的一种入侵植物。神农架环境多样， 其海拔高度、光照强度及生物物种分布等生物、非生物因素变化较大。作为一种 典型的阳生植物，一年蓬的形态结构产生了许多适应性特征，从而实现了在神农 架区域内的广泛分布。同时，一年蓬在人类活动频繁地区似乎有更强的适应力。 我们于不同海拔、光照等条件下对一年蓬进行了各种性状的统计，试图对其适应 性进行合理解释，为今后神农架区域内一年蓬的治理给出一些建议。 关键词：阳生植物，海拔高度，抗虫性，叶序。 Adaptive distribution of Erigeron annuus in Shennongjia Zhenyu Long, Shengzhi Chen*, Jieyi Chen** (School of Life Sciences, Fudan University, Shanghai 200433) Abstract: Erigeron annuus, native to North America, is a kind of invasive plant in Shennongjia Forestry District. Different biological and abiotic factors, such as altitude, light intensity, species distribution, contribute to diverse environment in Shennongjia. As a kind of typical sun plants, Erigeron annuus has involved adaptive features in morphological structure, which achieved its widely distributed in the Shennongjia area. At the same time, we find that Erigeron annuus seems to adapt to arears of frequent human activity. In order to make a reasonable explanation of its adaptability and give some suggestion on governance of Erigeron annuus in the Shennongjia area in future, we did a survey of various characteristics of Erigeron annuus at different altitude, under different lighting conditions Key words: sun plants, altitude, pest resistance, phyllotaxy. 共同第一作者 Author for correspondence. E-mail:13307110292@fudan.edu.cn **共同第一作者 Author for correspondence. E-mail:13307110341@fudan.edu.cn
神农架生物学实习小论文 2015 植物在自然界中的分布范围与其适应性高低密切相关。自然界包括了阳光、 海拔、土壤等多种非生物环境因素,也有天敌等生物因素,这都对植物的适应性 提出了挑战。 随着外界环境的变化,植物会对海拔高度、光照强度和天敌产生株髙、叶序 排列、抗虫性等方面的适应。尤其是在株高和叶序排列方式上,同一种植物在不 同条件下会产生显著差异。此外,植物的适应性还体现在了其生理结构的变化, 例如光照条件直接决定了植物茎中机械组织成分的高低。在特定情况下,植物还 可以通过自身的次生代谢物进行种间、种内竞争,改善自己的生存条件。 通常情况,大部分植物只能在较小的环境限制因子范围内完成整个生活史, 因此在复杂多变的环境下往往分布有限。但是,以外来入侵植物为代表的部分植 物却具有极强的适应性,从而实现了在某一区域内的广泛分布。 一年蓬( Erigeron annuus)是神农架草本群落的优势种,从海拔1200米到 2900米均有分布,常见于空旷的荒地和公路两旁。其生境成分较为简单,生长状 况常受到光照、海拔等条件的影响。我们对不同海拔、光照条件的一年蓬株髙及 叶序分布进行统计,同时对其进行结构解剖,从而初步了解一年蓬的适应性特征 并提出治理的意见 1材料与方法 1.1研究地概况 神农架林区位于湖北省西部,地跨东经109°56′~110°58′,北纬31°15′ 31975,总面积3253平方公里,林地占85%以上,平均海拔约1700米,山峰 多在1500米以上,有“华中屋脊”之称。因其位于中纬度北亚热带季风区,气 温偏凉而且多雨,年平均气温为12℃,年降水量900~1000毫米,一年四季受 到湿热的东南季风和干冷的大陆高压的交替影响以及高山森林对热量、降水的 调节,夏无酷热、冬无严寒,气候宜人,并随海拔的升高形成低山、中山、亚 高山3个气候带,立体气候十分明显。独特的地理气候条件使神农架的生物资 源非常丰富,有各类植物3700多种,其中髙等维管束植物119科、872属、 2671种,有各类动物1060余种,其中两栖类33种,爬行类40种,兽类76 种,鱼类47种,鸟类308种,昆虫560种 1.2研究对象 我们选择的研究对象为一年蓬。一年蓬属双子叶植物纲、桔梗目、菊科、飞 蓬属、一年蓬组,为一年生或两年生草本植物。一年蓬原产于美洲,19世纪随着 海外贸易传入我国,其繁殖能力和适应性十分强大,成为了著名的入侵物种,现 在我国除新疆、内蒙古、宁夏、海南外,东北、华北、华中、华东、华南及西南
2 神农架生物学实习小论文 2015 植物在自然界中的分布范围与其适应性高低密切相关。自然界包括了阳光、 海拔、土壤等多种非生物环境因素，也有天敌等生物因素，这都对植物的适应性 提出了挑战。 随着外界环境的变化，植物会对海拔高度、光照强度和天敌产生株高、叶序 排列、抗虫性等方面的适应。尤其是在株高和叶序排列方式上，同一种植物在不 同条件下会产生显著差异。此外，植物的适应性还体现在了其生理结构的变化， 例如光照条件直接决定了植物茎中机械组织成分的高低。在特定情况下，植物还 可以通过自身的次生代谢物进行种间、种内竞争，改善自己的生存条件。 通常情况，大部分植物只能在较小的环境限制因子范围内完成整个生活史， 因此在复杂多变的环境下往往分布有限。但是，以外来入侵植物为代表的部分植 物却具有极强的适应性，从而实现了在某一区域内的广泛分布。 一年蓬（Erigeron annuus）是神农架草本群落的优势种，从海拔 1200 米到 2900 米均有分布，常见于空旷的荒地和公路两旁。其生境成分较为简单，生长状 况常受到光照、海拔等条件的影响。我们对不同海拔、光照条件的一年蓬株高及 叶序分布进行统计，同时对其进行结构解剖，从而初步了解一年蓬的适应性特征 并提出治理的意见。 1.材料与方法 1.1 研究地概况 神农架林区位于湖北省西部，地跨东经 109°56′～110°58′，北纬 31°15′～ 31°75′，总面积 3253 平方公里，林地占 85%以上，平均海拔约 1700 米，山峰 多在 1500 米以上，有“华中屋脊”之称。因其位于中纬度北亚热带季风区，气 温偏凉而且多雨，年平均气温为 12℃，年降水量 900～1000 毫米，一年四季受 到湿热的东南季风和干冷的大陆高压的交替影响以及高山森林对热量、降水的 调节，夏无酷热、冬无严寒，气候宜人，并随海拔的升高形成低山、中山、亚 高山 3 个气候带，立体气候十分明显。独特的地理气候条件使神农架的生物资 源非常丰富，有各类植物 3700 多种，其中高等维管束植物 119 科、872 属、 2671 种，有各类动物 1060 余种，其中两栖类 33 种，爬行类 40 种，兽类 76 种，鱼类 47 种，鸟类 308 种，昆虫 560 种。 1.2 研究对象 我们选择的研究对象为一年蓬。一年蓬属双子叶植物纲、桔梗目、菊科、飞 蓬属、一年蓬组，为一年生或两年生草本植物。一年蓬原产于美洲，19 世纪随着 海外贸易传入我国，其繁殖能力和适应性十分强大，成为了著名的入侵物种，现 在我国除新疆、内蒙古、宁夏、海南外，东北、华北、华中、华东、华南及西南
龙振宇陈胜之陈洁仪:神农架区域内一年蓬适应性分布 等地均有分布,在各种生境如田野、坡地、山谷、草原等都能生长。大量的一年 蓬与本土植物、农作物等争夺生存资源,有一定危害性。 1.3研究方法 1.3.1分布地调查 在野外实习过程中我们考察了许多种生境,如木鱼镇(荒地)、香溪源(坡 地)、漳宝河谷(山谷)、神农顶(高山)。在这些不同的生境我们都发现了一 年蓬。其中,在土地较肥沃、阳光较充足的地方一年蓬分布更多,如道路两旁(汽 车排放的含氮尾气起到了氮肥的作用)。漳宝河谷山路的远离山体的一侧,一年 蓬分布远多于靠近山体的一侧,表明阳光是影响一年蓬分布的重要因素。 1.3.2样方调查 在木鱼镇荒地处生长着许多的一年蓬以及其他杂草,我们选取样方进行了调 査。我们采用等距取样法,通过步伐来选取样方,每隔500厘米选取一个样方, 单个样方是半径为70厘米的圆,统计样方中一年蓬以及其他几种代表性杂草的 数目。在样方内,我们随机抽取了一些一年蓬以及其他杂草的样本,计数它们各 自的叶片总数以及被虫咬啮过的叶片数,计算它们被虫咬啮过的叶片比率。 1.3.3数据分析 我们利用 Excel对上述统计数据进行显著性检验,得出初步的一年蓬株髙与 海拔之间的关系。同时,对其样方中的频度和抗虫性进行数据处理,得出简要的 结论。 1.3.4解剖观察 除了宏观观察之外我们还采摘了一些一年蓬样本进行解剖观察。采集的样本 包括阴生(生长在密林中或紧挨着山坡山壁生长)和阳生(生长在路旁或旷地上) 两种,我们分别制作了根、茎、叶的徒手切片,在显微镜下对比观察阴生和阳生 一年蓬微观结构上的差异。此外,我们还用解剖镜进行了一年蓬花的解剖观察。 2结果 2.1一年莲在神农架区域内的分布状况 2.1.1基本现象观察 在植物样本采集过程中,我们小组发现一年蓬在神农架区域内分布极其广泛: 从海拔高度来说,从1200米左右的木鱼镇到海拔高达3100米的神农顶(图 甲),我们都看到了一年蓬的身影;从生境来说,一年蓬的生境囊括了荒地、山 谷(图1乙)、坡地、田地等。由此,我们开始展开了对一年蓬的初步观察与分 1 Yong Wang(王勇)(2008) On invasive biology of alien plant Erigeron philadelphicus(外来植物春一年蓬入 侵生物学研究) Master dissertation, Shanghai Normal University( in Chinese with English abstract
龙振宇 陈胜之 陈洁仪：神农架区域内一年蓬适应性分布 3 等地均有分布，在各种生境如田野、坡地、山谷、草原等都能生长。大量的一年 蓬与本土植物、农作物等争夺生存资源，有一定危害性。 1.3 研究方法 1.3.1 分布地调查 在野外实习过程中我们考察了许多种生境，如木鱼镇（荒地）、香溪源（坡 地）、漳宝河谷（山谷）、神农顶（高山）。在这些不同的生境我们都发现了一 年蓬。其中，在土地较肥沃、阳光较充足的地方一年蓬分布更多，如道路两旁（汽 车排放的含氮尾气起到了氮肥的作用）1。漳宝河谷山路的远离山体的一侧，一年 蓬分布远多于靠近山体的一侧，表明阳光是影响一年蓬分布的重要因素。 1.3.2 样方调查 在木鱼镇荒地处生长着许多的一年蓬以及其他杂草，我们选取样方进行了调 查。我们采用等距取样法，通过步伐来选取样方，每隔 500 厘米选取一个样方， 单个样方是半径为 70 厘米的圆，统计样方中一年蓬以及其他几种代表性杂草的 数目。在样方内，我们随机抽取了一些一年蓬以及其他杂草的样本，计数它们各 自的叶片总数以及被虫咬啮过的叶片数，计算它们被虫咬啮过的叶片比率。 1.3.3 数据分析 我们利用 Excel 对上述统计数据进行显著性检验，得出初步的一年蓬株高与 海拔之间的关系。同时，对其样方中的频度和抗虫性进行数据处理，得出简要的 结论。 1.3.4 解剖观察 除了宏观观察之外我们还采摘了一些一年蓬样本进行解剖观察。采集的样本 包括阴生（生长在密林中或紧挨着山坡山壁生长）和阳生（生长在路旁或旷地上） 两种，我们分别制作了根、茎、叶的徒手切片，在显微镜下对比观察阴生和阳生 一年蓬微观结构上的差异。此外，我们还用解剖镜进行了一年蓬花的解剖观察。 2.结果 2.1 一年蓬在神农架区域内的分布状况 2.1.1 基本现象观察 在植物样本采集过程中，我们小组发现一年蓬在神农架区域内分布极其广泛： 从海拔高度来说，从 1200 米左右的木鱼镇到海拔高达 3100 米的神农顶（图 1 甲），我们都看到了一年蓬的身影；从生境来说，一年蓬的生境囊括了荒地、山 谷（图 1 乙）、坡地、田地等。由此，我们开始展开了对一年蓬的初步观察与分 1 Yong Wang (王勇) (2008) On invasive biology of alien plant Erigeron philadelphicus (外来植物春一年蓬入 侵生物学研究). Master dissertation, Shanghai Normal University (in Chinese with English abstract)
神农架生物学实习小论文 布调查分析。 图1:一年蓬野外分布图片 Fig: Photo of the field distribution of Erigeron annuus 甲(神农顶冫 乙(漳宝河河谷) 2.1.2频度调查 为了得到一年蓬分布状况的简要数据,我们选择了驻地木鱼镇后山荒地 (图2)进行了样方调查。我们以每十步(每一步步幅约70厘米,十步距离约 为7米)为一个距离单位,以第十步驻停点为圆心、70厘米为半径取圆形样 方,在样方内进行物种频度调查,得到表1。 图2:木鱼镇荒地实地图 Fig2: Land map of Muyu Town 表1:木鱼镇后山荒地样方频度调查表(O代表在样方内有该物种) Tablel: Muyu town mountain land plots frequency questionnaire 种名 年蓬 野艾蒿 车轴草 鹅观草 繁缕 野燕麦 Artemisia Trifolium Roegneria Plantago Stellaria Avena fatua wandulaefolia Linn 样方1 样方2 样方3 样方4 样方5 样方6 样方7 样方8
4 神农架生物学实习小论文 2015 布调查分析。 图 1：一年蓬野外分布图片 Fig：Photo of the field distribution of Erigeron annuus 甲（神农顶） 乙（漳宝河河谷） 2.1.2 频度调查 为了得到一年蓬分布状况的简要数据，我们选择了驻地木鱼镇后山荒地 （图 2）进行了样方调查。我们以每十步（每一步步幅约 70 厘米，十步距离约 为 7 米）为一个距离单位，以第十步驻停点为圆心、70 厘米为半径取圆形样 方，在样方内进行物种频度调查，得到表 1。 图 2：木鱼镇荒地实地图 Fig2：Land map of Muyu Town 甲 乙 表 1：木鱼镇后山荒地样方频度调查表（〇代表在样方内有该物种） Table1：Muyu town mountain land plots frequency questionnaire 种名 species 一年蓬 Erigeron annuus 野艾蒿 Artemisia lavandulaefolia 车轴草 Trifolium Linn 鹅观草 Roegneria kamoji 车前 Plantago asiatica 繁缕 Stellaria media 野燕麦 Avena fatua 样方 1 〇 〇 〇 〇 样方 2 〇 〇 〇 〇 〇 样方 3 〇 〇 〇 〇 样方 4 〇 〇 〇 〇 样方 5 〇 〇 〇 〇 〇 样方 6 〇 〇 〇 〇 样方 7 〇 〇 样方 8 〇 〇 〇 〇
龙振宇陈胜之陈洁仪:神农架区域内一年蓬适应性分布 样方9 样方10 样方11 样方12 样方13 样方14 oooo 样方15 频度 从表一中可以看到,一年蓬的频度极髙,与各种分布广泛的野艾蒿等植物物 种相比也毫不逊色。由此可见,一年蓬在木鱼镇荒地分布十分广泛。而在其他地 点,一年蓬也有类似的分布状况。 2.2一年蓬株高对海拔高度的适应 2.2.1样本采集 年蓬在神农架林区广泛分布,其分布地海拔差异较大,从海拔较低的香溪 源、木鱼镇(海拔约1100~1200米)到海拔较高的燕子垭(海拔约2100米)甚 至神农架林区的最高处神农顶(海拔约30003100米)都有分布。我们主要测量 了距驻地较近的木鱼镇后山、一年蓬大量分布的漳宝河谷以及与这两处海拔有明 显差异的燕子垭三处,受限于行程安排、自由活动时间、实习强度等因素,我们 未能采集到神农顶处一年蓬的株髙数据,不能不说是一种缺失和遗憾。 2.2.2株高测定 我们采用钢卷尺为测量工具,用纸、笔等记录。 植物株高一般是指植株根颈部(或子叶节处)到主茎顶部之间的距离。然而 在我们的实际考察中,不可能当场将一年蓬植株拔起然后测量记录,这样既破坏 了生态环境,也贻误了野外实习的原本任务,也不可能大量采集一年蓬然后运回 驻地测量,这样既对复旦大学、武汉大学的学生形象有所妨害,队员们的体力也 不允许。因此我们将钢卷尺拉出足够长的测量段,将一年蓬植株扶正,卷尺一头 抵在植株根部附近地上,近似模拟根颈部,然后读岀植株主茎顶部的髙度,得出 近似的植株株高。 2.2.3数据处理 我们利用 Excel简单处理了数据,计算出了三地一年蓬的平均株高以及置信 区间(表2)
龙振宇 陈胜之 陈洁仪：神农架区域内一年蓬适应性分布 5 从表一中可以看到，一年蓬的频度极高，与各种分布广泛的野艾蒿等植物物 种相比也毫不逊色。由此可见，一年蓬在木鱼镇荒地分布十分广泛。而在其他地 点，一年蓬也有类似的分布状况。 2.2 一年蓬株高对海拔高度的适应 2.2.1 样本采集 一年蓬在神农架林区广泛分布，其分布地海拔差异较大，从海拔较低的香溪 源、木鱼镇（海拔约 1100~1200 米）到海拔较高的燕子垭（海拔约 2100 米）甚 至神农架林区的最高处神农顶（海拔约 3000~3100 米）都有分布。我们主要测量 了距驻地较近的木鱼镇后山、一年蓬大量分布的漳宝河谷以及与这两处海拔有明 显差异的燕子垭三处，受限于行程安排、自由活动时间、实习强度等因素，我们 未能采集到神农顶处一年蓬的株高数据，不能不说是一种缺失和遗憾。 2.2.2 株高测定 我们采用钢卷尺为测量工具，用纸、笔等记录。 植物株高一般是指植株根颈部（或子叶节处）到主茎顶部之间的距离。然而 在我们的实际考察中，不可能当场将一年蓬植株拔起然后测量记录，这样既破坏 了生态环境，也贻误了野外实习的原本任务，也不可能大量采集一年蓬然后运回 驻地测量，这样既对复旦大学、武汉大学的学生形象有所妨害，队员们的体力也 不允许。因此我们将钢卷尺拉出足够长的测量段，将一年蓬植株扶正，卷尺一头 抵在植株根部附近地上，近似模拟根颈部，然后读出植株主茎顶部的高度，得出 近似的植株株高。 2.2.3 数据处理 我们利用 Excel 简单处理了数据，计算出了三地一年蓬的平均株高以及置信 区间（表 2）。 样方 9 〇 样方 10 样方 11 样方 12 〇 〇 〇 样方 13 〇 〇 〇 样方 14 〇 〇 〇 样方 15 〇 〇 频度 0.800 0.800 0.667 0.400 0.067 0.200 0.067
神农架生物学实习小论文 表2:不同海拔一年蓬株高统计表 Table2: High statistical figure of Erigeron annuus at different altitude 海拔高度 1200米 1250米 (木鱼镇后山) (漳宝河河谷) (燕子垭) 年蓬平均株高 103.12 86.41 样本统计数 置信区间 103.12+1.95 102.62+1.4 86.41+0 此外,以1200米处株高为参比,我们对不同海拔髙度的一年蓬株髙统计数 据进行了显著性检验(图3)。(**代表P<001,学生氏检验) 图3:不同海拔一年蓬株高统计图 Fig3: High statistical figure of Erigeron annuus at different altitude 100 年蓬株高~cm 00米(木鱼镇后山) 2100米(燕子垭) 可以发现,在海拔相近的木鱼镇与漳宝河河谷,一年蓬株高无显著差异。而 在海拔较高的燕子垭,一年蓬株高显著下降。 2.3一年莲分布与外部形态对光照的适应 2.3.1观测地点 年蓬有喜光的特性,在我们所以涉及的观测点中,一般公路边光照都相对 较充分,未发现同海拔相似环境下的一年蓬的分布区别。而漳宝河谷的小路方向 多变,光照情况区别大,人类活动影响相对较少,各点生境情况相似,一年蓬的 生长繁殖多靠自然力,能较明确比较岀同海拔相似环境中的一年蓬生长频度与光
6 神农架生物学实习小论文 2015 表 2：不同海拔一年蓬株高统计表 Table2：High statistical figure of Erigeron annuus at different altitude 此外，以 1200 米处株高为参比，我们对不同海拔高度的一年蓬株高统计数 据进行了显著性检验（图 3）。（**代表 P<0.01，学生氏检验） 图 3：不同海拔一年蓬株高统计图 Fig3：High statistical figure of Erigeron annuus at different altitude 可以发现，在海拔相近的木鱼镇与漳宝河河谷，一年蓬株高无显著差异。而 在海拔较高的燕子垭，一年蓬株高显著下降。 2.3 一年蓬分布与外部形态对光照的适应 2.3.1 观测地点 一年蓬有喜光的特性，在我们所以涉及的观测点中，一般公路边光照都相对 较充分，未发现同海拔相似环境下的一年蓬的分布区别。而漳宝河谷的小路方向 多变，光照情况区别大，人类活动影响相对较少，各点生境情况相似，一年蓬的 生长繁殖多靠自然力，能较明确比较出同海拔相似环境中的一年蓬生长频度与光 海拔高度 1200 米 （木鱼镇后山） 1250 米 （漳宝河河谷） 2100 米 （燕子垭） 一年蓬平均株高 103.12 102.62 86.41 样本统计数 24 32 61 置信区间 103.12+1.95 102.62+1.47 86.41+0.54
龙振宇陈胜之陈洁仪:神农架区域内一年蓬适应性分布 照的适应关系。所以选取了漳宝河谷中路边分布的一年蓬为样本。 2.3.2观测和记录 由于考察点样本数量大,停留时间短,采取了拍照取样的方法,并同时记录 取样点的关照情况、方位等简单信息。后期通过照片及信息比对,通过控制变量 的方法分析出一年蓬的分布情况和光照的关系。 2.3.3结果处理 在一年蓬基本形态观察过程中,我们首先根据其实物典型结构(图4甲), 归纳出了其基本外观模式图(图4乙)。一年蓬头状花序分布于茎分枝顶端,其 主茎的叶序规律性较强,往往是由五片叶组成一个螺旋单位(图4丙)。从顶端 头状花序俯视观察,可以见到明显的叶镶嵌结构(图4丁、戊)。值得注意的 是,这种典型结构往往是见于阳光较为充足的环境中,一年蓬植株呈直立结构, 叶镶嵌得以充分利用阳光。 图4:一年蓬实物图与模式图(甲、丙、丁均为实物图,是一年蓬正视、俯视观察结果, 乙和戊是一年蓬正视和俯视的模式图。乙图中黄色圆形代表头状花序,黑色椭圆代表叶,黑 色尖头代表分枝,主茎处双横线为省略部分。戊图中心黑色圆形代表顶端头状花序,周围不 同颜色椭圆代表不同叶序中的叶片) Fig4: Physical map and pattern chart of Erigeron annuus 甲 米 丁 同时在初步观察中,我们发现在同一一年蓬分布区域内,阳面的一年蓬明显 多于阴面(图5),这与预期估计相同。而这种分布特征也使得公路建设成为了 年蓬种群扩展的重要途径,致使公路两旁原有的草本植物收到严重威胁
龙振宇 陈胜之 陈洁仪：神农架区域内一年蓬适应性分布 7 照的适应关系。所以选取了漳宝河谷中路边分布的一年蓬为样本。 2.3.2 观测和记录 由于考察点样本数量大，停留时间短，采取了拍照取样的方法，并同时记录 取样点的关照情况、方位等简单信息。后期通过照片及信息比对，通过控制变量 的方法分析出一年蓬的分布情况和光照的关系。 2.3.3 结果处理 在一年蓬基本形态观察过程中，我们首先根据其实物典型结构（图 4 甲）， 归纳出了其基本外观模式图（图 4 乙）。一年蓬头状花序分布于茎分枝顶端，其 主茎的叶序规律性较强，往往是由五片叶组成一个螺旋单位（图 4 丙）。从顶端 头状花序俯视观察，可以见到明显的叶镶嵌结构（图 4 丁、戊）。值得注意的 是，这种典型结构往往是见于阳光较为充足的环境中，一年蓬植株呈直立结构， 叶镶嵌得以充分利用阳光。 图 4：一年蓬实物图与模式图（甲、丙、丁均为实物图，是一年蓬正视、俯视观察结果， 乙和戊是一年蓬正视和俯视的模式图。乙图中黄色圆形代表头状花序，黑色椭圆代表叶，黑 色尖头代表分枝，主茎处双横线为省略部分。戊图中心黑色圆形代表顶端头状花序，周围不 同颜色椭圆代表不同叶序中的叶片） Fig4：Physical map and pattern chart of Erigeron annuus 甲 乙 丙 丁 戊 同时在初步观察中，我们发现在同一一年蓬分布区域内，阳面的一年蓬明显 多于阴面（图 5），这与预期估计相同。而这种分布特征也使得公路建设成为了 一年蓬种群扩展的重要途径，致使公路两旁原有的草本植物收到严重威胁
神农架生物学实习小论文 图5:漳宝河河谷沿线小路(甲图中右侧为阳面;乙图中左侧为阳面 Fig5: Along the path in Zhang Bao River valley 甲 乙 而阴生条件下的一年蓬在形态结构上与其典型结构产生了巨大变化。首先, 其茎变得纤细,且较阳生者易弯折,并且在生长过程中扭曲多次(图6),甚至 会呈一种匍匐状向阳生长。这种扭曲使一年蓬在阴生环境下能够向阳生长更多地 获取阳光,满足其正常生命活动的需要。其次,阴生环境中的一年蓬叶序、分枝 变得不规律,其一个螺旋叶序叶片数从四到七不等,初步猜测也是与在弱光照条 件下的阳光获取有关。 图6:阴生环境下一年蓬图片(白色箭头所示为茎发生扭转的位置) Fig6: Erigeron annuus in shadow environment 甲 24一年蓬内部结构对光照的适应 2.4.1样本采集 为了进一步研究一年蓬外部形态对光照适应的内在结构基础,我们又对不同 地点的一年蓬进行了采样。由于景区采样点的限制,不便采整株样本,我们随机 采集了木鱼镇后山的一些阳生和阴生的一年蓬。但是由于保存条件较差,有些一 年蓬在回到武大实验室时已变干瘪,大大减少了有效的样本数 2.4.2制作切片与解剖
8 神农架生物学实习小论文 2015 图 5：漳宝河河谷沿线小路（甲图中右侧为阳面；乙图中左侧为阳面） Fig5：Along the path in Zhang Bao River valley 甲 乙 而阴生条件下的一年蓬在形态结构上与其典型结构产生了巨大变化。首先， 其茎变得纤细，且较阳生者易弯折，并且在生长过程中扭曲多次（图 6），甚至 会呈一种匍匐状向阳生长。这种扭曲使一年蓬在阴生环境下能够向阳生长更多地 获取阳光，满足其正常生命活动的需要。其次，阴生环境中的一年蓬叶序、分枝 变得不规律，其一个螺旋叶序叶片数从四到七不等，初步猜测也是与在弱光照条 件下的阳光获取有关。 图 6：阴生环境下一年蓬图片（白色箭头所示为茎发生扭转的位置） Fig6：Erigeron annuus in shadow environment 甲 乙 2.4 一年蓬内部结构对光照的适应 2.4.1 样本采集 为了进一步研究一年蓬外部形态对光照适应的内在结构基础，我们又对不同 地点的一年蓬进行了采样。由于景区采样点的限制，不便采整株样本，我们随机 采集了木鱼镇后山的一些阳生和阴生的一年蓬。但是由于保存条件较差，有些一 年蓬在回到武大实验室时已变干瘪，大大减少了有效的样本数。 2.4.2 制作切片与解剖
龙振宇陈胜之陈洁仪:神农架区域内一年蓬适应性分布 按植物学实验课上所学的植物解剖知识,并参考文献中的实验方式2,我们制 作了阴生和阳生条件下一年蓬的根茎叶结构横切切片,并在解剖镜下观察其花结 构,拍照进行记录。最后比对相同放大倍数下的相同器官结构上和细胞的特点区 别,并分析其与光照的关系。 2.4.3显微镜、解剖镜下观察 阳生 阴生 根 茎 解剖效果不佳 未能放置图片 花 Ping Huang(X(?F)(2009)Study on the anatomical structures and physiological adaptation of the exotic plant Gaura parvi/ ora Dougi.(入侵植物小花山桃草解剖结构及生理适应性研究) Master dissertation, Department of Botany of Henan Agricultural University(in Chinese with English abstract)
龙振宇 陈胜之 陈洁仪：神农架区域内一年蓬适应性分布 9 按植物学实验课上所学的植物解剖知识，并参考文献中的实验方式2，我们制 作了阴生和阳生条件下一年蓬的根茎叶结构横切切片，并在解剖镜下观察其花结 构，拍照进行记录。最后比对相同放大倍数下的相同器官结构上和细胞的特点区 别，并分析其与光照的关系[3]。 2.4.3 显微镜、解剖镜下观察 阳生 阴生 根 茎 叶 解剖效果不佳 未能放置图片 花 2 Ping Huang (黄萍) (2009) Study on the anatomical structures and physiological adaptation of the exotic plant Gaura parviflora Dougi．(入侵植物小花山桃草解剖结构及生理适应性研究) Master dissertation, Department of Botany of Henan Agricultural University(in Chinese with English abstract)
神农架生物学实习小论文 上图表所示为阴生、阳生环境下一年蓬各器官切片、解剖镜下观察代表图。 根据我们的观察结果,阴生、阳生一年蓬的根和花并无显著差异,但是茎的厚角 组织成分却出现了显著的不同。在阳生环境下的一年蓬明显拥有更多的厚角组织 而阴生环境者则少得多。尤其是在阴生环境下一年蓬茎扭曲段的周边,其厚角组 织只见于最边缘角隅处。此外,阴生环境下一年蓬叶的横切虽不是很理想,但也 可见其栅栏组织远少于阳生者,叶片也更薄。这种组织成分的变化是一年蓬外部 形态改变的内在基础。 2.5一年莲对虫害的适应 2.5.1参比选取 由于其他考察点样本数量大,停留时间短,所以我们选取了住宿的木鱼镇后 山空地上的一年蓬作为样本,其周边的常见本地草本植物一一车轴草( Trifolium Lim)作为对比样本,数出进行了两种植物抗虫性的比较,试图探究一年蓬是否 有抗虫的优势 2.5.2叶片虫害统计 考虑到叶片遭受虫害远距离不易观察,我们得以排除主观观察的干扰,从而 进行随机取样统计。我们在木鱼镇后山遍布车轴草的荒地上随机选取了一片半径 为50厘米样方,由四人同时对车轴草的叶片总数和遭虫害叶片数,得到其抗虫 性数据统计结果。同时,由另一位同学在整个荒地大范围随杋选取一年蓬植株, 统计其叶片总数和遭受虫害叶片数,得到一年蓬相关数据。 2.5.3数据处理 我们利用 Excel简单处理了数据,计算出了虫害叶片数的比例,以此体现样 本植物的抗虫性,统计结果如图7: 图7:抗虫性比较 Fig: Co 年蓬抗虫性数据统计 车轴草抗虫性数据统计 127 15.34% 虫害叶片数 虫害叶片数 84.66% 无由密叶片数 84.57% 可以看出同一环境下的一年蓬作为入侵生物在抗虫性上并不比本地生物车 轴草有优势,但是至少抗虫能力相近。也因为样本数并不多,样点太少,无法看 出明显差异,但也侧面说明了一年蓬作为外来入侵植物在抗虫性方面是比较成功
10 神农架生物学实习小论文 2015 上图表所示为阴生、阳生环境下一年蓬各器官切片、解剖镜下观察代表图。 根据我们的观察结果，阴生、阳生一年蓬的根和花并无显著差异，但是茎的厚角 组织成分却出现了显著的不同。在阳生环境下的一年蓬明显拥有更多的厚角组织， 而阴生环境者则少得多。尤其是在阴生环境下一年蓬茎扭曲段的周边，其厚角组 织只见于最边缘角隅处。此外，阴生环境下一年蓬叶的横切虽不是很理想，但也 可见其栅栏组织远少于阳生者，叶片也更薄。这种组织成分的变化是一年蓬外部 形态改变的内在基础。 2.5 一年蓬对虫害的适应 2.5.1 参比选取 由于其他考察点样本数量大，停留时间短，所以我们选取了住宿的木鱼镇后 山空地上的一年蓬作为样本，其周边的常见本地草本植物——车轴草（Trifolium Linn）作为对比样本，数出进行了两种植物抗虫性的比较，试图探究一年蓬是否 有抗虫的优势。 2.5.2 叶片虫害统计 考虑到叶片遭受虫害远距离不易观察，我们得以排除主观观察的干扰，从而 进行随机取样统计。我们在木鱼镇后山遍布车轴草的荒地上随机选取了一片半径 为 50 厘米样方，由四人同时对车轴草的叶片总数和遭虫害叶片数，得到其抗虫 性数据统计结果。同时，由另一位同学在整个荒地大范围随机选取一年蓬植株， 统计其叶片总数和遭受虫害叶片数，得到一年蓬相关数据。 2.5.3 数据处理 我们利用 Excel 简单处理了数据，计算出了虫害叶片数的比例，以此体现样 本植物的抗虫性，统计结果如图 7： 图 7：抗虫性比较 Fig7：Comparison of insect resistance 可以看出同一环境下的一年蓬作为入侵生物在抗虫性上并不比本地生物车 轴草有优势，但是至少抗虫能力相近。也因为样本数并不多，样点太少，无法看 出明显差异，但也侧面说明了一年蓬作为外来入侵植物在抗虫性方面是比较成功 的