喜旱莲子草在中国的入侵机理及其生物防治

喜旱莲子草为全球性恶性杂草,也是中国生物多样性国家报告中首批9种重要外来入侵植物之一.本文综述了喜旱莲子草的起源、分布以及在我国的传播扩散和危害,并分析了入侵机制.鉴于这是我国生物防治外来杂草最成功的项目,还介绍了利用昆虫天敌生物防治的过程、实践和经验,讨论了存在的问题及应对策略. 参60     

外来红树植物无瓣海桑的入侵生态特征

无瓣海桑因其具有速生性的特点而被广泛的用于滩涂海岸造林和控制外来杂草互花米草。但是同样作为外来种,无瓣海桑其自身的入侵性及生态风险已经成为近年来研究的一大热点。依据外来种风险评估的侧重点,分别从定居特性、传播特性及其影响等方面总结了国内外无瓣海桑的入侵生态特征的相关研究,表明无瓣海桑具有速生、高生产力、对低温和土壤具有一定的适应性、已在澳门等地出现扩散入侵现象等利于入侵的特点;但是同时它生态位宽度中等,繁殖率较低,并且它的种植会改善红树林生态系统土壤养分,有利于乡土红树植物的生长。现有对无瓣海桑入侵生态特征的定性研究并不能完全确定其入侵性和生态风险。因此今后需采用风险评估模型等手段对无瓣海桑入侵性进行更为深入地评估。     

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。     

外来种豚草入侵的过程与机制

生物入侵是指生物由原生存地经自然的或人为的途径侵入到另一个新环境,对入侵地的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程.外来物种的入侵不仅会威胁到当地生物生存,还有可能导致海洋和淡水生态系统的退化.豚草(Ambrosia,artemisiifolia)原产美国西南部和墨西哥北部的索诺兰沙漠地区,是一种严重危害农业、生态和人体健康的外来恶性杂草,研究豚草的入侵过程及入侵机制有重要的意义.综述了国内外有关豚草入侵机制的研究进展,分析了豚草人侵阶段,定居阶段和稳定阶段的特点,并从豚草自身的强大的繁殖特性、种子的休眠特性、遗传性质、种子的传播特性、化感作用、竞争机制及入侵环境的可能性等方面综述分析成功定居在新环境中的豚草成为入侵种的机制,同时预测了豚草成功入侵可能还存在的其它机制,即豚草的适应性进化、协同入侵以及豚草的传粉特性.这几种机制的进一步的研究,将使我们能够洞悉豚草在新人侵地的生态环境下的扩散机制,预测其潜在的入侵区域,发现其适应过程中的薄弱环节,并在此基础上为进一步研究豚草的防治做准备.因此,认识豚草成功成为入侵种的原因对深入研究豚草入侵机制,对预测豚草入侵,采取适当的措施降低豚草物种所造成的危害具有重要的指导意义.     

杂草五爪金龙对入侵地植物群落和土壤肥力的影响

五爪金龙（Ipomoeacairica）是粤东地区入侵性极强的外来杂草。在野外调查的基础上,选取5个被五爪金龙种群重度入侵地作为样地,并以5个相邻的无五爪金龙和其他外来植物入侵的地段作为对照,采用样方法对样地内的植物进行群落学调查并计算多样性指数,采集样地内的土壤样品进行土壤酶活性与理化指标测定,探讨五爪金龙入侵地生态因子间的相互作用关系,评价五爪金龙入侵对入侵地生态系统的影响。结果表明,与未入侵对照样地比较,五爪金龙入侵导致入侵地植物丰富度和多样性显著或极显著下降（P〈0．05或P〈0．01）,对本土植物的排斥效应明显;除森林公园样地外,其余样地与土壤肥力密切相关的土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶及硝酸还原酶4种酶活性均明显升高,增幅为26．91％～55．52％;五爪金龙种群的入侵明显提高了其入侵地土壤全氮、碱解氮、全钾及有效钾含量,降低了全磷、有效磷及有机质含量,且与对照样地间差异均达显著或极显著水平（P〈0．05或P〈0．01）。推测五爪金龙可能通过改变其入侵地的植物群落结构,改善土壤酶活性及养分水平,从而形成对自身生长发育和种群扩张有利的微生态环境。     

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。     

上海崇明岛人工林群落对加拿大一枝黄花入侵的影响

加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是华东地区危害最大的入侵植物之一,也是侵入人工林最重要的外来杂草。为了解人工林群落对加拿大一枝黄花入侵性的影响,选择上海崇明岛的水杉(Metasequoia glyptostroboides)群落、复羽叶栾树(Koelreuteria paniculata)群落、香樟(Cinnamomum camphora)群落、梧桐(Firmiana platanifolia)群落和重阳木(Bischofia polycarpa)群落,调查分析加拿大一枝黄花在不同群落的入侵和分布状况。结果表明,加拿大一枝黄花在各群落中重要值由大到小为重阳木群落复羽叶栾树群落香樟群落梧桐群落水杉群落。通过分析不同群落林下草本植物生态位,发现加拿大一枝黄花在5个群落中生态位宽度与生态位重叠结果趋于一致,依次为重阳木群落梧桐群落香樟群落复羽叶栾树群落水杉群落。群落乔木层郁闭度越大,加拿大一枝黄花入侵程度越小。     

外来植物肿柄菊结籽量影响因素分析

种子量在某种程度上决定着外来入侵植物在新环境中成功建立的能力,随着入侵植物在入侵过程中适应性的变化,种子量会随着环境梯度而改变。探讨外来入侵植物种子量变化的规律和影响因素,有助于理解入侵植物的入侵潜能和扩散趋势。肿柄菊(Tithonia diversifolia)原产于墨西哥及中美洲地区,在我国热带和亚热带地区的一些省份普遍分布,近些年在云南快速扩散,已造成严重的危害。该研究通过样方调查,分析了肿柄菊群落特征与果序产量之间关系;通过区域间结实和结籽量统计,分析了每果序结实量和结籽率的变化规律以及与主要环境之间关系。结果表明,(1)肿柄菊群落果序密度60-323capitula·m-2,果序密度与群落丛密度和每丛枝数没有相关关系(P0.1),与群落枝密度有极显著的正相关关系(P0.01),与每枝果序数呈显著的正相关关系(P0.05)。肿柄菊群落枝密度与丛密度有极显著的正相关关系(P0.01)。说明肿柄菊群落果序产量有丛密度、枝密度和每枝果序数等群落特征共同决定。(2)肿柄菊每果序平均结实量148.4-196.4粒,每果序平均结籽量0.8-98.1粒,每果序平均结实量和结籽量在地区间都具有极显著差异(P0.001),但结实量变异系数仅为8.1%,结籽量变异系数高达82.7%。(3)肿柄菊平均每果序结实量与年均温和1月均温有微弱的负相关关系(P0.1),与降雨、海拔和纬度没有相关关系;肿柄菊结籽率与年均温、1月均温有显著的正相关关系(P0.05),与海拔高度有显著的负相关关系(P0.05),与降雨和纬度没有相关关系(P0.1)。说明在区域尺度范围结籽率明显影响着肿柄菊的结籽量。在肿柄菊分布的北亚热带地区结籽量的大量减少导致繁殖体压力极大降低,肿柄菊侵占新领地的能力减弱,限制了进一步向更高纬度和海拔扩散能力。由于肿柄菊结籽率主要受温度影响,在全球气候变化情况下,尽管在云南山地环境下降雨格局不确定,肿柄菊的入侵范围也会随着气温的升高而扩大。     

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。     

少花蒺藜草对科尔沁沙地土壤氮转化效应的研究

外来入侵植物会影响入侵地土壤氮库结构,研究外来植物与土壤氮转化的关系可以为揭示其入侵机制提供理论依据。以中国北方农牧交错带大面积发生的入侵植物少花蒺藜草为研究对象,选取裸地及本土植物鹅观草样地作为对照,研究少花蒺藜草入侵与外源氮对土壤氮转化速率的影响,以期从土壤氮转化速率的角度探讨少花蒺藜草的入侵机制。结果表明:与裸地及本地植物鹅观草样地相比,少花蒺藜草入侵地土壤氮净矿化速率增加;在分蘖期前(6-7月),土壤硝化速率增加、氨化速率降低;自分蘖开始至枯萎(8-10月),土壤硝化速率降低、氨化速率增加。添加NH_4~+-N或NO_3~--N对整体的氮转化速率水平有影响,并使分蘖期后少花蒺藜草入侵地的氮矿化速率降低,但不改变分蘖前后三样地间硝化和氨化速率的大小关系。与净硝化速率及净氨化速率的关联性大小顺序为:添加外源氮处理少花蒺藜草入侵交互效应。与净矿化速率的关联性大小顺序为:添加外源氮处理交互效应少花蒺藜草入侵。添加外源氮更有利于裸地及本地植物鹅观草样地的氮矿化作用。少花蒺藜草在低氮素含量环境中表现出的生长优越性揭示了其适应沙质草地生态系统的一种入侵机制。     

稻田生物多样性构建的生态效应

农业集约化生产方式加速了农业生态系统单一化的进程,导致系统平衡破坏,病、虫、草害频发。在以农业生态环境改善和修复为手段的农业可持续生产和发展的模式中,以农作物多样性的合理布局来提高农业生物多样性水平和控制病、虫、草害的实践,显示出其强大的生命力,即将不同物种的作物或同一作物的不同品种按一定的组合方式和栽种模式进行合理的间栽和套作,将病、虫、草害的发生控制在可以承受的范围内。构建水生动物、水生植物与水稻共存的稻作系统,利用物种多样性、遗传多样性控制有害生物,是农业可持续发展的重要途径。本文综述了国内外稻田物种多样性、遗传多样性利用模式的研究进展,论述了稻田物种多样性、遗传多样性对稻作生态系统的改善,特别是水稻病、虫、草的控制效果及作用机理。     

Species Migrations and Ecosystem Stability During Climate Change: The Belowground Connection

Abstract: Compatibility between the belowground mutualists of resident species and the needs of immigrant species will strongly influence the successful transition from one perennial plant community to another during climate change. A hiatus in the overlap between plant species that maintain a positive link with the soil ecosystem could result in site capture by weeds and rapid degradation of the productive capacity of soils. We discuss instances in which such rapid degradation has occurred and argue for the crucial importance of protecting plant-soil links in the coming decades through maintaining biodiversity and utilizing management practices that help plants keep a firm grip on the soil. Examples of the latter include partial and dispersed cutting in forestry, use of green cover crops in agriculture and grazing intensities that permit degraded range to rebuild.     

稀有植物掌叶木生物学习性及其保护

掌叶木为我国特有残遗植物 ,仅分布在广西与贵州接壤的石灰岩地区。因人为破坏、生境特殊及自身特性影响 ,资源稀少 ,被列为国家重点保护植物。本文研究了其生态生物学特性 ,并初步探讨其致濒原因及解决方法     

Changes in distribution patterns of weed species richness in agricultural lands on Qinghai-Tibet Plateau under climate change北大核心CSCD

农田杂草是阻碍农业生产的主要因素之一.明确农田杂草丰富度分布格局对农业生产管理具有重要意义.以青藏高原农田杂草为研究对象,利用物种分布模型探讨基于县域尺度的农田杂草物种丰富度分布格局及其未来(2050s)的变化,利用逐步回归筛选影响物种丰富度的环境因子,基于传统最小二乘法(OLS)和地理加权回归模型(GWR)分析环境因子对农田杂草物种丰富度的影响,并对两种分析方法进行比较.结果显示:(1)分布在青藏高原的农田主要杂草有51科284种,其中59种单子叶杂草、222种双子叶杂草、135种一年生杂草和149种多年生杂草.青藏高原农田杂草物种丰富度呈由西向东递增的变化规律,物种丰富度中心(丰富度值为167-194)主要集中在一江两河、河湟谷地和川西北等地区;(2)全球气候变化背景下,未来(2050s)青藏高原农田杂草物种丰富度整体呈由东南向西北方向增加的趋势,其中SSP1-2.6情境下最多增加43种,SSP5-8.5情境下最多增加49种;(3)GWR模型优于OLS,其结果表明青藏高原农田杂草物种丰富度的主要驱动因子是最冷季平均温、太阳辐射和最干月降水量,上述变量对杂草丰富度的影响存在明显的空间差异性,其中最冷季平均温由南向北逐渐从负向影响转变为正向影响.太阳辐射整体在青藏高原东部边缘等地区对农田杂草丰富度起正向的影响,在藏东南、青藏高原北部边缘等地区起负向的影响.最干月降水量对整个研究区域起负向影响,并表现出影响力由南向北逐步递增的趋势.上述结果表明青藏高原农田杂草物种丰富度调查不足,实际观测到的丰富度值明显低于当前气候下潜在的丰富度值,存在低估现象.当前气候背景下的农田杂草物种丰富度中心分布地区在未来仍是重点监管对象,且未来青藏高原部分地区作物可能面临新的杂草入侵风险.建议未来研究应注重于青藏高原粮食主产区农田杂草群落结构和功能调查、杂草和作物种间关系、耕地尺度上丰富度驱动因子分析等方面,为区域杂草管理和防治提供充分科学依据.(图6表2参53)     

Invasional interference due to similar inter- and intraspecific competition between invaders may affect management

As the number of biological invasions increases, the potential for invader-invader interactions also rises. The effect of multiple invaders can be superadditive (invasional meltdown), additive, or subadditive (invasional interference); which of these situations occurs has critical implications for prioritization of management efforts. Carduus nutans and C. acanthoides, two congeneric invasive weeds, have a striking, segregated distribution in central Pennsylvania, U.S.A. Possible hypotheses for this pattern include invasion history and chance, direct competition, or negative interactions mediated by other species, such as shared pollinators. To explore the role of resource competition in generating this pattern, we conducted three related experiments using a response-surface design throughout the life cycles of two cohorts. Although these species have similar niche requirements, we found no differential response to competition between conspecifics vs. congeners. The response to combined density was relatively weak for both species. While direct competitive interactions do not explain the segregated distributional patterns of these two species, we predict that invasions of either species singly, or both species together, would have similar impacts. When prioritizing which areas to target to prevent the spread of one of the species, it is better to focus on areas as yet unaffected by its congener; where the congener is already present, invasional interference makes it unlikely that the net effect will change.     

Environmental fate and ecotoxicology of propanil: a review

The herbicide propanil, a synthetic anilide, was discovered in 1957 to control grasses and broad-leaf weeds in rice fields. It has been found to disrupt the electron transport chain by inhibiting the photosystem II, thus impacting plant growth. In the environment, photolysis represents a major degradation pathway, whereas volatilization is not a major route of dissipation from either water or moist soils. Propanil is rapidly degraded by microbes into the major degradation product 3,4-dichloroaniline. This degradation product has been highly detected in both groundwater and surface waters throughout the world. Propanil has been found to adversely impact many non-target organisms. It is toxic to some early life-stage aquatic organisms, in addition to being moderately toxic to the water flea (Ceriodaphnia dubia) and rainbow trout. In addition, it has been reported to pose a high acute and long-term risk to birds. In plants, growth rates are highly impacted; however, some plant species are becoming resistant to propanil.     

稻田土壤种子库研究进展

土壤种子库是指存在于土壤表面和土壤中全部存活种子的总和。稻田土壤种子库是地上杂草产生的根本来源。我国是一个水稻种植大国,目前关于稻田土壤种子库的研究还不够全面和深入。研究稻田土壤种子库对于防治稻田草害具有重要指导意义,同时也是种子库研究领域的一个重要补充。取样方法和取样时间是研究土壤种子库的关键所在。而萌发法是最常见的判定方法。关于稻田土壤种子库大小的结论相差很大,从103~105 m-2不等。稻田土壤种子库中的杂草主要有19科55种,一般的稻田可检出10科或20种左右。种子的垂直分布格局主要受耕作强度的影响。70%~80%甚至更多的杂草种子分布在0~10 cm。稻田土壤种子库由于萌发、捕食、衰老和种子散布等原因具有季节动态。轮作制度、耕作方式、不同施肥处理以及除草方式等对稻田土壤种子库有重要影响。连续多年的田间管理会使种子库的大小、分布和物种组成产生年际变化。目前,需要加强长期定位研究,扩大研究区域和研究内容,重点研究杂草种子的休眠萌发机制和种子命运研究,为杂草治理提供更准确的信息。     

沈阳地区水田主要杂草种群的消长动态及生态位分析

对沈阳地区水田主要杂草群落的种类组成、消长动态规律及其生态位的研究结果表明 :沈阳地区水田杂草群落主要由稗 (Echinochloacrusgalli)、大狼把草 (Bidensfrondosa)、耳基水苋 (Ammanniaarenaria)、丁香蓼 (Lud wigiaprostrata)、牛毛毡 (Eleocharisacicularis)、鹅肠菜 (Myosotonaquaticum)、风花菜 (Rorippaislandica)和石胡荽(Centipedaminima)组成 ,其中 ,稗、大狼把草、丁香蓼和耳基水苋为主要危害种群 ;从时间、水平和垂直生态位宽度值来看 ,稗和大狼把草为本地区水田杂草群落中的优势种群 ,且 2者的生态位重叠值较高 ,若单独使用杀稗类除草剂 ,必然会导致大狼把草等阔叶杂草的猖獗和蔓延     

喀斯特地区长期草地利用制度对群落稳定性的影响

草地利用方式和混播组合对群落特性的长期影响不同。利用方式对白三叶（Trifolium repens）盖度没有显著影响,而混播组合与利用方式的交互作用影响显著。白三叶在宿营处理和刈割为主利用下的与鸭茅（Dactylis glomerata）混播中的比例最低,而在刈割利用和宿营处理的多年生黑麦草（Lolium perenne）组合中的盖度最高。混播组合对禾本科组分盖度影响不显著,但利用方式和交互作用有显著的作用,长期放牧绵羊的混播草地多年生黑麦草很少。混播组合对杂草密度、盖度和多样性指数的影响不明显,而利用方式和交互作用显著地影响杂草盖度和多样性指数。放牧草地中的杂草密度高于刈割草地的,其中放牧利用的白三叶/多年生黑麦草草地最高。放牧牛的草地杂草密度较少,而放牧绵羊的草地杂草较多。白三叶、禾本科牧草以及杂草的密度都显著地受混播组合、利用方式及其交互作用的影响,说明密度是一个敏感的指标。