酸雨对外来植物入侵的影响

酸雨和外来种入侵都是全球关注的问题。结合外来入侵植物的生态适应特性以及酸雨的危害特征,系统分析了酸雨对外来植物入侵产生的影响。酸雨对外来植物入侵的影响是复杂多样的。酸雨导致群落冠层稀疏,群落透光率增加,加之氮沉降后土壤、水体氮素的增加,有利于生长力强的外来喜阳植物入侵;酸雨加速土壤酸化,促使基本离子淋失以及A1毒等危害植物的生长发育,植物的内源激素以及化感作用发生改变,适应力和耐受力强的外来植物在与本地植物竞争中处于相对优势而成为入侵种;酸雨以及外来植物入侵改变了土壤微生物群落结构,影响本地植物的生长而促使外来植物的入侵。     

外来入侵植物在中国的分布及入侵能力研究进展

以近十几年来备受关注的外来植物入侵为背景,综述关于入侵植物在我国分布和入侵能力及其相关因素的研究进展,并探讨了未来研究需要加强的几个方面。不同起源地的入侵植物在我国分布区域不一样,在控制了起源地的作用后,入侵植物主要分布在经济较发达、人为活动较多的省份或地区（大尺度）,以及干扰较严重的生境（小尺度）。入侵能力强的多年生植物常有强大的无性繁殖能力、高光合速率和资源利用效率、强化感作用、以及适应异质生境的能力;起源于美洲的入侵能力强的1年生植物常能产生大量的易传播的种子、可自交亲和、强化感作用等;起源于欧亚大陆的入侵能力强的1年生植物常与作物非常相似,在农田中危害严重。未来需要研究干扰促进入侵的机制、化感作用与野外实际情况相结合研究、化感物质通过改变土壤微生态环境间接促进入侵的机制研究、1年生和多年生外来植物的入侵能力与其物种特性之间的关系、以及加强对弱入侵性外来植物的预警研究。这些研究不仅能使我们深入理解外来植物发生入侵和危害的规律,也可为人侵植物的防控和管理提供科学依据。     

外来植物入侵机制研究进展与展望

从植物入侵的内因、外因、驱动力和入侵过程等方面综述了植物入侵机制的研究进展:(1)外来植物由于预适应性较强或由于杂交和多倍体化而具有较强的侵染力:(2)外来植物由于逃脱原生区域的自然天敌,或由于土著种竞争较弱、生物多样性较低、植食动物或疾病较少等导致的生物抵抗力较低,或因良好的资源可获得性及入侵植物的化感作用等造成新栖息地可侵人性的增加;(3)自然或人为引入外来植物及对新栖息地的扰动是植物入侵的驱动力;(4)外来植物可能通过基于事件的入侵、入侵崩溃和协同入侵等人侵过程机制实现其成功入侵,分析了各入侵机制对入侵植物防控、生态学和进化学研究意义以及待解决问题.结果表明,植物入侵机制高度复杂,不同的外来植物种、新柄息地类型及植物入侵的不同阶段,各入侵机制可能单独或共同作用,为针对性地设计植物入侵防控方案提供了理论支撑.最后对植物入侵机制理论及其在植物入侵预测、危险性分区和防控中的应用研究等进行了展望.     

外来植物紫茎泽兰入侵对根际土壤有益功能细菌群、酶活性和肥力的影响

通过对紫茎泽兰不同入侵阶段下的实地采样,分析了外来入侵植物紫茎泽兰对入侵地根际土壤有益微生物菌群和土壤酶活性以及肥力的影响。发现除了全磷、全钾以外,重度入侵土壤的功能菌数量、酶活性、土壤肥力都要显著高于其它土壤区系。根际土中有机磷细菌差异最显著,其重度入侵土中的含量是轻度入侵土中含量的3.0倍,是当地植物土中含量的1.8倍,是空白地区含量的22.2倍。同时,土壤微生物类群、土壤酶活与土壤肥力的相关分析表明,它们之间存在显著相关关系,自生固氮菌与全氮相关性最明显,为0.922。外来植物对入侵地的影响是其入侵力和生态系统可入侵性的重要组成部分,紫茎泽兰入侵提高了土壤功能菌种群和土壤酶活,从而使土壤肥力也发生了相应的变化,这可能促进其养分转化吸收,提高种群竞争力。本文为紫茎泽兰成功入侵的土壤微生物学机制提供理论依据。     

三叶鬼针草生物量分配与化感作用对大气温度升高的响应

全球气候变暖已经成为不容置疑的事实,同时外来入侵植物对入侵地的生态环境造成严重的危害,外来入侵植物可能对温度升高做出积极地响应。文章研究了不同温度(22、26和30℃)处理对入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)种子萌发、幼苗生物量分配及化感作用的影响,探讨三叶鬼针草对全球气候变暖的响应策略。结果表明;温度为22和26℃比30℃有利于三叶鬼针草种子的萌发。温度升高显著增加三叶鬼针草的株高、生物量和叶面积,三叶鬼针草幼苗增加对茎和叶的生物量投资。同时相同浓度的三叶鬼针草水浸提液对马唐(Digitaria sanguinalis(L.)Scop)和牛筋草(Eleusine indica(L.)Gaertn)的化感作用随着温度升高而增强。研究表明:温度升高促进了三叶鬼针草的生长,改变生物量分配模式同时增强了对受体植物的化感作用。温度升高可能是促进三叶鬼针草入侵的生态环境因子之一,未来全球气温变暖可能使其入侵加剧。     

2种入侵植物对根际土壤微生物种群及代谢的影响

选取2种入侵植物（一年蓬Annual Fleabane及加拿大蓬Erigeron Canadensis）及本土植物（艾蒿Artemisia argyi）的根际土壤微生物种群为研究对象,以分析不同根际土壤微生物种群的数量及测定根际土壤微生物酶活的活性为切入点来探析入侵植物对土壤微生物的影响及其响应机制。结果显示：2种入侵植物显著增加了其根际土壤中的细菌的数量,而显著抑制了真菌与放线菌的数量。另外,入侵植物一年蓬显著抑制其根际土壤中纤维素酶的活性,而3种植物的根际土壤硝酸还原酶活性无显著差异。入侵植物对其他3种土壤酶（即转化酶、脲酶及酸性磷酸酶）活性的影响却呈现出截然相反的影响,即一年蓬显著增加了3种根际土壤酶的活性,而加拿大蓬却显著减少了3种根际土壤酶的活性。导致这种现象的原因可能是不同入侵植物的根系释放不同的化学物质进而对土壤微生物的数量和活性造成不同的影响。     

植物体中萜类物质化感作用的研究进展

萜类物质主要以挥发油的形式广泛存在于高等植物中,尤以菊科植物含量丰富。萜类是天然物质中种类最多的一类,按结构可分为单萜、双萜、倍半萜、三萜及多萜等,是第二大类化感物质,尤其是单萜和倍半萜化感活性很强。萜类化感物质合成后大多通过植物体挥发或根系分泌等途径进入土壤,从而影响自身及邻近植物的生长。植物体中萜类物质化感作用已成为近年来国内外研究的热点。文章从萜类物质在植物中的分布、积累特点、释放途径及影响因素等方面进行了系统论述,分析了萜类对植物化感作用的机理及特点,总结了近年来该领域所取得的研究成果。文章认为萜类物质具有独特的化感活性,往往在较低的浓度即能表现出很强的抑制作用,影响其释放的内外因素较多,而且因其种类繁多化感作用机制也较复杂。最后指出了萜类物质化感作用研究中存在的关键问题,并对今后的研究方向进行了展望,希望研究者能进一步创新萜类化感物质的收集方法,关注土壤及空气等媒介对萜类物质化感活性的影响,采用多学科交叉的手段深入探索萜类物质的化感机理。     

入侵植物对洪泽湖湿地杨树林土壤微生物特性和酶活性的影响

以洪泽湖湿地杨树林的入侵植物飞机草(Chromolaena odorata)、狗尾草(Setaria viridis)、黄顶菊(Flaveria bidentis)和鬼针草(Bidens pilosa)为研究对象,研究不同入侵植物对本土植物土壤理化性质、酶活性、微生物数量的影响并探讨其入侵机制。结果显示,(1)土壤含水量、电导率和总孔隙度基本呈一致的变化规律,均表现为飞机草鬼针草狗尾草黄顶菊,土壤容重、pH值和全盐含量基本呈一致的变化规律,均表现为飞机草和鬼针草低于狗尾草和黄顶菊。(2)入侵植物改变了土壤微生物结构,不同入侵植物土壤微生物数量以细菌最多,其次是放线菌,真菌最少;土壤细菌和放线菌数量表现出一致的变化趋势。(3)不同入侵植物土壤纤维素酶、硝酸还原酶、转化酶和蔗糖酶活性表现出一致的变化趋势,均表现为飞机草和鬼针草显著高于狗尾草和黄顶菊(P0.05),飞机草和鬼针草土壤纤维素酶、硝酸还原酶、转化酶和蔗糖酶活性差异不显著(P0.05)。;(4)相关性分析显示,除了土壤容重、电导率和总孔隙度外,其他土壤理化性质均与土壤酶活性及微生物数量之间具有较强的相关性,表明土壤系统内部因子处于动态平衡,它们作为相互影响的整体表现出统一性和同步性。主成分分析表明,土壤含水量和微生物量碳、氮是植物入侵过程中土壤微生物和酶活性变化的主要影响因子。综合分析表明,不同入侵植物可以改变土壤微生物特性和酶活性,创造对自身生长有利的土壤环境,并借此增强其竞争能力。     

微生物对三种入侵杂草化感作用的影响

微生物是化感作用生测实验中普遍存在的影响因素.研究用飞机草(Chromolaena odoratum L.)、假臭草(Eupatorium catarium Veldkamp)、蟛蜞菊(Wedelia chinensis Merr.)的直接水浸提样(含有微生物)与水浸提样的除菌液对小白菜、萝卜进行了生测实验,对比研究了微生物对3种入侵杂草化感作用的影响.结果表明,有微生物存在的水浸提液化感作用强度明显强于除菌液,并且3种入侵杂草的含微生物水浸提液化感作用之间有明显差异,以假臭草的化感作用最强、飞机草次之、蟛蜞菊最弱.而3种杂草的除菌液间差异不是很明显.因此推测,这几种入侵杂草的强化感作用与微生物有很大关系,很有可能是一些微生物助长了其中一些杂草的入侵潜力.     

外来入侵植物小飞蓬化感作用机理研究的进展

入侵植物会损害环境生态系统,影响生物的多样性,给农业生产带来严重的经济损失.目前,虽然入侵植物的化感作用研究较多,但是很多缺乏对化感作用的深入研究.结合国内外入侵植物的研究进展,该研究阐述了小飞蓬的研究现状、化感物质的分离鉴定方法以及入侵机理研究的进展.参24.     

陆生植物化感作用的抑藻研究进展

有效控制水华,治理富营养化水体是目前环境领域的研究热点和前沿。所谓化感物质,就是由植物、细菌、病毒和真菌所产生的二次代谢产物。利用水生植物的化感作用或化感物质抑制水体中藻类的爆发被认为是一种高效、低毒、环境亲合性好的方法而备受关注。然而,对于陆生植物应用于抑制藻类生长的研究却较少。文章在对化感作用的概念的演化、各种生物对藻类化感抑制作用、化感物质抑藻机理等方面进行了较系统的论述,总结了近年来国内外学者对于陆生植物化感作用抑藻的研究进展。文章认为相对于水生植物在抑藻方面的局限性,陆生植物的优势体现在对水生生态系统影响明显（化感作用明显）、所含抑藻化感物质种类丰富、不易受水生生态环境影响等方面,并对今后陆生植物抑藻技术的研究方向进行了展望,陆生植物中尤其是菊科植物化感抑藻应用前景广阔。最后指出,陆生植物的化感抑藻作用研究还存在进一步探索和改进化感物质的提取和鉴定方法、抑藻作用机理的研究、应用实际水体时的生态安全性等方面的问题。     

Allelotoxicity of Parthenium leaf extracts on cytomorphological behaviour of sunflower (Helianthus annuus)

In recent decades allelopathy has gained much attention in the sustainable agricultural systems. It is necessary to trace out the mechanism of action of allelochemicals of plants on other plants. Allelochemicals of different plants interact differently with each other. In the present context an attempt has been made to study the influence of allelochemicals released by Parthenium on the growth, morphology and cytology of Helianthus annuus, both being strong allelopathic plants. The lower concentration of decomposed Parthenium leaves showed enhancing effect while higher doses depicted suppressive effect on growth and morphology of Helianthus annuus. However, cytological studies of pollen mother cells (PMCs) revealed increase in abnormality percentage with increasing concentration of allelochemicals. This study suggests better understanding of allelochemicals interaction and their incorporation into the betterment of crop.     

化感物质的抑藻作用研究、应用及生态安全性评价

水体富营养化日益严重,水华频繁爆发,如何有效控制水华,治理富营养化水体是目前水环境领域的研究热点和前沿。目前湖泊藻类控制技术主要有：物理方法、化学法、生物法,但是这些方法都有其固有的缺点。利用植物化感作用抑制有害藻类生长具有廉价、生态安全等优点近年来备受关注。化感作用就是生物体产生的生物活性物质即化感物质在生物体之间传递信息并导致生物体相互作用。归纳了国内外不同生活型水生植物化感作用研究的主要成果（包括已报道的抑藻水生植物种类、已从水生植物体内和种植水中分离鉴定得到的化感物质）,以及化感物质的联合作用研究,讨论了化感物质的生态安全性。通过化感作用能有效控制引起水体富营养化的各种藻类生长,优化水生生物的组成结构。例如,水体中投放大麦秆可以增加无脊椎动物以及鱼类的数量,从而达到改善水生生态系统的目的。展望了植物化感作用用于水环境治理的发展前景。以期为利用植物化感作用控制水华的发生提供理论基础。     

Algal-bloom control by allelopathy of aquatic macrophytes — A review

Algal-bloom control is an important issue for water environment protection as it induces several negative impacts on the lives of aquatic organisms, aquaculture, landscaping, and human health. The development of an environment-friendly, cost-effective, and convenient alternative for controlling algal bloom has gained much concern. Using the allelopathy of aquatic macrophytes as a novel and safe method for algal-bloom control is a promising alternative. This paper reviews the development and potential application about allelopathy of aquatic plants on algae, including the allelopathic research history, the potential research problems, the research methodology, and the reported aquatic macrophytes and their inhibitory allelochemicals. Potential modes of inhibition action of allelochemicals on algae, possible ways for application, and future development directions of research on algal-bloom control by aquatic macrophytes were also presented.     

Allelochemicals of the invasive neophyte Polygonum cuspidatum Sieb. & Zucc. (Polygonaceae)

Polygonum cuspidatum Sieb. and Zucc., a traditional Chinese medicine is now a wide-spread invasive neophyte in Europe and America. The novel weapon hypothesis states that some invasive weed species owe part of their success as invaders to allelopathy mediated by some allelochemicals. Previous HPLC/UV/ESI-MS analysis showed that the constituents of the roots of P. cuspidatum from China were obviously different from the species collected in Switzerland (present as an invasive neophyte) with respect to piceatannol glucoside, resveratroloside and some proanthocyanidin. This work isolated these special constituents from the invasive plant and studied their allelopathy effect, as well as the related structures by the seedling and growing model of Lepidium sativum (garden cress, Brassicaceae). The results revealed that stilbenes as piceatannol glucoside, resveratroloside and proanthocyanidins as catechin, epicatechin from this plant were comparatively stronger allelochemicals than the reported allelochemical (−)-catechin, which may partly explain the invasive behavior of this plant in Europe.     

无瓣海桑和互花米草群落土壤化感作用比较

为揭示不同植物群落土壤在无瓣海桑(Sonneratia apetala)控制互花米草(Spartina alterniflora)中的作用,利用化感生物测定的方法,选用黑麦草(Lolium perenne)为受体,对比分析红树林无瓣海桑群落、互花米草群落以及无瓣海桑+互花米草群落土壤水提液的化感作用大小。结果表明3,种植物群落土壤水提液对黑麦草具有化感作用,无瓣海桑群落土壤和无瓣海桑+互花米草群落土壤水提液对黑麦草根长和苗高的影响表现出低促高抑的现象;ρ为0.25 g·mL-1的土壤水提液对黑麦草种子发芽和幼苗生长影响不大,1.0 g·mL-1土壤水提液对黑麦草根长和苗高产生显著影响,加入活性碳之后能减弱水提液的化感作用。ρ为0.25或0.5 g·mL-1条件下3,种土壤浸提液对黑麦草发芽率的影响无显著差异;ρ为1.0 g·mL-1的3种水提液都显著抑制黑麦草根长,而无瓣海桑群落土壤水提液表现出更强的化感作用,ρ为1.0 g·mL-1的土壤水提液显著抑制黑麦草苗高,无瓣海桑群落土壤对苗高的抑制作用显著强于互花米草群落土壤(P<0.01)。以黑麦草为受体,无瓣海桑群落土壤化感作用强于互花米草群落土壤,通过根系分...