黑麦草与入侵杂草紫茎泽兰苗期的相对竞争力

为研究利用黑麦草(Lolium perenne)替代种植治理外来入侵杂草紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)再入侵或新入侵丢荒地,采取复合deWit取代试验设计方法用盆栽植物研究了黑麦草和紫茎泽兰在苗期的相对竞争力,观察在若干密度梯度每密度下不同比例条件下两种植物的相对产量、相对产量总和以及竞争攻击力等参数,并比较其表型特征在不同竞争格局下的异同.黑麦草与紫茎泽兰在所有密度及其比例下的相对产量总和(RYT)均近似于1.0,说明这两种植物面临着对相同资源的直接竞争.竞争的结果是,在所有密度及其比例下,紫茎泽兰混种时的生物量均显著小于单种时的生物量(即相对产量RY小于1.0);而黑麦草的相对产量(RY)变化则恰恰相反.黑麦草的株高和地上生物量并不受混种竞争的显著影响(与单种无显著差异),分蘖数反而高于单种,表现出很强的竞争性;而紫茎泽兰在混种竞争下的株高、分株数和地上生物量均显著低于单种(无竞争),表现出较弱的竞争性.对利用黑麦草替代种植治理紫茎泽兰在机械防治后再入侵以及对丢荒地新入侵问题的可行性进行了讨论.图1表3参18     

林下和撂荒地生境紫茎泽兰幼苗的生长特征及其种内竞争形态反应

比较研究了林下和撂荒地生境有无竞争条件下紫茎泽兰（Ageratina adenophora（Sprengel））幼苗的生长特征、生长速率、生物量和种内竞争的形态反应。结果表明：（1）2类生境条件下紫茎泽兰植株幼苗形态特征基本一致,无竞争条件下紫茎泽兰幼苗根长和叶片数明显高于在竞争条件下对应指标值;（2）同类生境中,在无竞争条件下紫茎泽兰幼苗的生长速率、生物量积累显著比在竞争条件下的高;（3）不同生境中,撂荒地生境紫茎泽兰幼苗生物量显著高于林下生境的值,在无竞争条件下,林下生境紫茎泽兰幼苗生长速率比撂荒地生境的高,而在竞争条件下反之;（4）林下和撂荒地生境紫茎泽兰幼苗植株竞争强度差异不显著,但在林下生境其地上部分的竞争强度显著大于其在撂荒地生境的值,而根的竞争强度相反。可见,紫茎泽兰幼苗在种群建立的过程中具有不同的生态适应性和形态反应,这可能是其能成功入侵不同生境的一种重要生理生态策略。     

紫茎泽兰种内竞争试验

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)是一种入侵能力极强的世界性恶性杂草.通过不同种植密度的紫茎泽兰盆栽试验,探讨种内竞争对紫茎泽兰个体生长的影响.结果表明,种内竞争降低了紫茎泽兰个体株高、叶片数、根蘖株数和生物量的增长.种植密度与生物量2者的对数值呈负相关关系(r2=0.99,斜率=-5/6).同时,随着种植密度增加,种内竞争加剧,抑制作用增强,种群内部大小等级差异也增大,表明不同个体受到了不同的拥挤压力.但是,高密度的紫茎泽兰种群在强烈竞争下,个体会控制根蘖株的形成、死亡,从而减少资源的消耗,保证种群对生境的长期占领.建议在进行紫茎泽兰的替代控制时,应注意替代物种的先植,选择优于紫茎泽兰萌发的植物作为替代物种,通过邻体干扰效应抑制紫茎泽兰的生长.     

UV-B辐射增强对紫茎泽兰和艾草生长形态及竞争效应的影响

为了解外来入侵植物紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum L.)与本地土著植物艾草(Artemisia argyi Levl)在UV-B辐射增强条件下生长形态和竞争关系的变化,以这两种植物为试验材料,以自然光为对照进行5周UV-B辐射增强实验和2周恢复实验,并测定和分析植株形态指标(株高、叶片鲜重、叶长、叶宽和叶面积)、叶片解剖结构(上下表皮、栅栏组织和海绵组织)和竞争能力指标(株高、叶生物量和茎生物量).结果显示:艾草叶片鲜重和叶面积在辐射前两周显著减小(P0.05)和极显著减小(P0.01),株高没有差异,而紫茎泽兰的株高、叶鲜重和叶面积在辐射期间都明显减小,且恢复实验时仍差异显著.艾草叶片厚度在UV-B辐射下极显著增大(上表皮、栅栏组织和海绵组织极显著增大),紫茎泽兰叶片变厚但不明显,恢复实验时显著减小,叶片解剖结构表明UV-B辐射使两类杂草叶片细胞间隙变大.UV-B辐射对紫茎泽兰生物量的抑制比较显著,对艾草生物量的抑制在混种时显著;在UV-B辐射下,紫茎泽兰和艾草的相对生物量分别为1.03和0.81,在自然状态下分别为0.91和0.97,两者的相对生物量总和不变,为0.94.本研究表明艾草对UV-B辐射的形态抗性较强,UV-B辐射刺激了紫茎泽兰的种内竞争,也降低了艾草的种间竞争能力,但无论在自然条件下还是UV-B辐射增强条件下艾草的种间竞争能力都比紫茎泽兰强,但不足以淘汰对方.     

4种替代植物对黄顶菊入侵土壤养分和酶活性的影响

入侵植物对土壤环境的影响是植物竞争取胜的重要生态策略之一,而选择合适的植物可以替代控制和抵御外来植物的入侵。比较了高丹草、向日葵、紫花苜蓿和多年生黑麦草4种植物与黄顶菊单种和混种后不同时期的土壤养分和土壤酶活性变化规律。结果表明：（1）黄顶菊单独种植根区土壤NH4＋-N、NO3-N含量均显著低于紫花苜蓿和黄顶菊混种群落,其有效磷含量显著低于高丹草和黄顶菊混种群落;（2）紫花苜蓿和黄顶菊混种群落土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性均显著高于黄顶菊单种群落。因此,在本试验条件下,高丹草、紫花苜蓿对土壤氮素转化利用能力比黄顶菊高,且能竞争性抑制黄顶菊对土壤磷素的吸收,利于实现对黄顶菊的替代控制。     

增施氮肥对黄顶菊与高丹草苗期竞争的影响

土壤氮素增加常有利于外来植物入侵。采用高丹草（Sorghum bicolor×Sorghum sudanense）替代竞争和增施氮肥的方法在田间条件下研究了对外来植物黄顶菊（Flaveriabidentis（L．）Kuntze）的影响。试验在2009年夏进行,共划分2m×1m小区36个。试验设3个氮肥处理（不施肥对照、施肥1次和2次,每次施肥为每小区15g尿素）,随机区组试验设计,4次重复。在相同氮肥水平下,黄顶菊单种时除株高和根冠比外其余指标均显著大于混种;而相同条件下,高丹草在混种时在多数生长指标上与单种无差异,说明混种对高丹草竞争生长影响不大;这一点也在相对竞争强度指标上得到证实,在混种条件下,无论施肥水平如何,高丹草以单株根质量、单株地上质量和总质量计算的相对竞争强度（RCI）均为负值。表明通过混种高丹草能够实现对黄顶菊的竞争性抑制。但是,除了根质量指标外,黄顶菊其余6个指标的表型可塑性指数均大于高丹草,黄顶菊对氮肥的响应高于高丹草,可能是因为其对氮肥的利用效率较高的原因。基于本文研究结果,氮肥的过量施用增加了农田系统的脆弱性,使其易于被黄顶菊入侵。对于此外来入侵种的管理要因其特性采取有区分性控制策略,包括在减量施肥的同时结合选择适宜物种进行替代控制。     

紫茎泽兰与不同植物群落土壤养分及酶活性差异

为了研究紫茎泽兰(Ageratina adenophora Sprengel)与不同植物群落土壤养分及酶活性间的差异,解析不同植物群落抵御紫茎泽兰入侵的生态机制,选取紫茎泽兰不同入侵程度(重度入侵群落、轻度入侵群落、未入侵群落)和不同功能型植物群落样地(禾本科植物群落、双子叶植物群落),测定其植物群落土壤养分和酶活性变化,并对土壤酶活性与土壤养分进行相关性分析。结果表明,紫茎泽兰入侵显著增加了土壤中全氮含量,降低了全磷、全钾含量,土壤中有效养分硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量显著增加,重度入侵群落的土壤硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量显著大于未入侵群落的,是双子叶植物群落的2.29、2.28、8.13、4.01倍,禾本科植物群落的7.73、3.22、6.91、5.12倍。紫茎泽兰入侵显著提高了入侵区植物群落土壤中脲酶、磷酸酶和蛋白酶活性,重度入侵群落土壤脲酶活性是禾本科群落的3.49倍,磷酸酶活性是双子叶群落的1.65倍,蛋白酶活性是双子叶群落的2.31倍。土壤养分含量与酶活性密切相关,土壤脲酶活性与土壤全氮、硝态氮、铵态氮、全钾和速效钾显著正相关,与全磷显著负相关;土壤磷酸酶、蛋白酶活性与土壤全氮、硝态氮、铵态氮、速效钾和有效磷显著正相关,与全磷含量显著负相关。与不同植物群落相比,紫茎泽兰能更好改变土壤养分的供求平衡,这种改变可使紫茎泽兰在入侵过程中处于优势地位,植物群落间土壤酶活性差异可能是驱动土壤养分变化的重要因子。外来入侵植物紫茎泽兰通过影响土壤酶活性来改变入侵生境土壤养分的供求平衡可能是其成功入侵的生态机制之一。     

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。     

种龄、种内竞争及环境因子对紫茎泽兰种子萌发影响的研究

紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng）,菊科多年生草本或半灌木植物,是世界性入侵杂草,也是目前危害我国最为严重的外来入侵杂草之一,对我国西南地区农业、畜牧业的良好发展以及生态环境造成了严重的危害。种子繁殖是紫茎泽兰初始建群,尤其是远距离传播的主要途径。环境对种子萌发具有决定性作用,对于物种的生存具有重要意义。因此,本试验通过室内生测法分析了紫茎泽兰种子保存时间、种内竞争及环境温度、盐分胁迫及水分胁迫等因素对紫茎泽兰种子萌发的影响。结果表明：紫茎泽兰种子寿命较长,存放2.5年的种子萌发率仍可达45.67%;紫茎泽兰种子萌发时种内竞争作用较强,能够显著降低其种子的萌发势和萌发率;紫茎泽兰种子萌发所需的温度范围较宽,在12~30℃温度范围内均可萌发,且随环境温度的升高,种子萌发越快,萌发率越高,高温（30℃/22℃）处理下种子萌发率可达到90.33%;同时发现,紫茎泽兰种子萌发对环境中的盐分浓度十分敏感,0.25%的盐质量分数即可达到种子的致死水平,1%的盐质量分数处理即可使种子完全丧失萌发能力。紫茎泽兰种子较耐水淹环境,浸水处理6 d的种子的萌发率仍高达65.68%。由此表明,紫茎泽兰种子不适应盐碱环境,而适宜于温暖潮湿的自然环境。这为探析紫茎泽兰种子萌发活动生理提供了一定的基础资料,同时,也为有效、安全的防除紫茎泽兰提供了科学依据。     

紫茎泽兰和飞机草在广西的入侵生境植物多样性分析

对紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）和飞机草（Eupatorium odoratum）在广西入侵生境的植物多样性进行了研究。结果表明：在紫茎泽兰、飞机草发生危害的生境,Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数均比没有紫茎泽兰、飞机草危害的生境低。在紫茎泽兰样方中,有紫茎泽兰入侵的生境其上述各指数分别比没有紫茎泽兰入侵的低43.65%、55.13%、55.68%。而在飞机草样方中,有飞机草入侵的生境其上述各指数分别比没有飞机草入侵的低33.55%、37.78%、17.98%。说明紫茎泽兰和飞机草对入侵生境的植物多样性影响较大。     

紫茎泽兰入侵过程中生物群落的交互作用

生物入侵在全球范围内影响了生物群落的结构与功能,打破了群落内物种共存的生态格局,继而反馈性影响全球环境。该文就外来杂草紫茎泽兰入侵对生物群落之间交互作用的影响进行了分析。1）紫茎泽兰通过竞争排斥降低了土著植物群落的多样性,造成依赖于土著植物的节肢动物群落减少或丧失适宜的栖息环境。2）打破了土著植物与节肢动物之间相互依存的状态,并通过单优群落优势和强烈化感作用制约天敌昆虫的自然控制作用。3）通过改变地表生境和枯落物种类影响土壤动物群落。4）引起土壤微生物群落组成和功能的变化,改变土壤中可利用资源的形式和数量,影响并重塑了生物种间互作模式,并动态反馈于地面植物群落新格局的形成。分析指出：1）入侵过程中群落之间的交互作用通过多层次生态过程对群落结构与功能的生态改变发挥影响。2）入侵对生物群落的改变所产生的生态驱动反馈性作用于群落互作模式的重塑、群落和生态系统新格局的重建。同时,指出了生物入侵对群落影响的复杂性以及后续研究的方向。     

Volatile chemicals from leaf litter are associated with invasiveness of a neotropical weed in Asia

Some invasive plant species appear to strongly suppress neighbors in their nonnative ranges but much less so in their native range. We found that in the field in its native range in Mexico, the presence of Ageratina adenophora, an aggressive Neotropical invader, was correlated with higher plant species richness than found in surrounding plant communities where this species was absent, suggesting facilitation. However, in two nonnative ranges, China and India, A. adenophora canopies were correlated with much lower species richness than the surrounding communities, suggesting inhibition. Volatile organic compound (VOC) signals may contribute to this striking biogeographical difference and the invasive success of A. adenophora. In controlled experiments volatiles from A. adenophora litter caused higher mortality of species native to India and China, but not of species native to Mexico. The effects of A. adenophora VOCs on seedling germination and growth did not differ between species from the native range and species from the nonnative ranges of the invader. Litter from A. adenophora plants from nonnative populations also produced VOCs that differed quantitatively in the concentrations of some chemicals than litter from native populations, but there were no chemicals unique to one region. Biogeographic differences in the concentrations of some volatile compounds between ranges suggest that A. adenophora may be experiencing selection on biochemical composition in its nonnative ranges.     

克隆整合提高了入侵植物空心莲子草对北美车前的竞争力

选取北美车前Plantago virginica L.为竞争背景草,以空心莲子草Alternanthera philoxeroides（Mart.）Griseb.为研究对象,通过切断或保持其先端分株与后端分株间的匍匐茎连接,研究了克隆整合对先端分株生长以及竞争力的影响。结果显示：不管是否存在竞争,克隆整合显著提高了空心莲子草先端分株的生物量、总匍匐茎长度、叶片数目和分株数目,并降低了其对茎的生物量投资。此外,克隆整合显著提高了空心莲子草先端分株对北美车前的竞争力。种间竞争显著降低了空心莲子草的生长,但并没有显著影响其生物量分配。上述结果表明,克隆整合在一定程度上能够促进入侵克隆植物的生长和竞争力,从而可能潜在影响其入侵性。     

异质环境下入侵植物薇甘菊的适应性与繁殖特性

薇甘菊（Mikaniamicrantha H.B.Kunth）为世界上最具有入侵性和危害性的外来入侵物种之一,对其控制与管理已成为长期以来世界性难题。了解入侵植物薇甘菊在异质环境下的适应性与繁殖特性对安全有效预警、监测和防治该入侵物种具有重要意义。本文于薇甘菊盛花期,根据薇甘菊入侵生境的光照条件、群落结构和生长方式差异,在薇甘菊常见的4种入侵生境（林地、荒地、农田和和河边）选取10个样地,调查研究了不同生境条件下薇甘菊的开花结实和繁殖分配,并运用植物叶片功能性状的研究方法研究了不同生境条件下薇甘菊的比叶面积（SLA）、叶干物质比例（LMF）和茎干物质比例（SMF）的3种叶片功能性状。研究结果表明,生境条件对薇甘菊的开花结实和繁殖分配具有显著影响。其中抛荒农田（样地Ⅷ）和河流边缘（样地Ⅸ和Ⅹ）薇甘菊的总花数、种子量、生殖枝茎生物量分配和花生物量分配均显著大于其他生境,显示在有利于其生长的条件下,薇甘菊种群倾向于有性繁殖;而在不利于薇甘菊生长的低光照林地（样地Ⅰ）和种间竞争强的农田红薯地（样地Ⅵ）生境条件下,薇甘菊的总花数和种子量明显小于其他生境,但营养枝叶生物量分配显著大于其他样地,而茎生物量分配值则处于中间值,表明在不利于其生长的生境条件下,薇甘菊通过提高营养枝茎的生物量分配和叶的生物量分配来适应,其种群则更倾向于克隆繁殖。通过分析不同生境条件下薇甘菊的叶片功能性状,结果表明,在不利于薇甘菊生长的低光照林地（样地Ⅰ）和种间竞争强的农田红薯地（样地Ⅵ）生境条件下,薇甘菊的叶面积和茎干物质比例（SMF）显著小于其他样地,且彼此差异不显著;但比叶面积（SLA）和叶干物质比例（LMF）则显著大于其他样地,显示薇甘?     

间伐对杉木人工林林下植被多样性及生物量的影响

对间伐了4年的杉木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.）人工林林下植被的生物量和生物多样性进行了调查和分析。结果表明：林下植被相似系数随着间伐强度增加而增加;间伐显著提高了林下植被的物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Weiner指数和生物量（P〈0.05）,而对均匀度指数无显著影响（P〉0.05）;强度和中度间伐显著增加了灌木生物量,而草本生物量在弱度和中度间伐下显著增加（P〈0.05）;3种间伐强度均显著提高草本的物种丰富度、Simpson指数和Shannon-Weiner指数,而灌木的3种指数仅在强和中度间伐下得到显著提高（P〈0.05）。     

深圳湾浮游动物的群落结构及季节变化

2008年2月、5月、8月和11月分别对深圳湾浮游动物进行了周年的季节调查,结果共检出浮游动物38种和浮游幼体13类,其中原生动物2种,腔肠动物4种,介形类1种,桡足类22种,软甲类3种,毛颚类3种,被囊类1种,多毛类2种,浮游幼体（包括仔鱼）13类。年均丰度和生物量分别为406.7 ind.m-3和764.0 mg.m-3,高峰均位于夏季,低谷分别位于冬、春季。种类数（包括浮游幼虫）秋季最多为43种,夏季次之为30种,冬季最少仅23种。主要优势种为太平洋纺锤水蚤Acartia pacifica、刺尾纺锤水蚤Acartia spinicauda、短角长腹剑水蚤Oithona brevicornis、双生水母Diphyes chamissonis、卡玛拉水母Malagazzia carolinae、蔓足类幼体和桡足幼体等。多样性指数和均匀度年均值分别为2.568和0.526。回归分析表明浮游动物丰度和生物量与各环境因子之间存在明显的相关性,但有季节变化。     

不同氮源对2种微藻生长及总脂含量的影响

采用一次培养的方式研究硝态氮（NaNO3）、氨态氮（NH4Cl）、有机氮（尿素）及硝铵混合氮（NH4NO3）（氮浓度17.6 mmol.L-1）对新分离的两株热带淡水微藻——网状空星藻Coelastrum reticulatum及栅藻Scenedesums sp.生长情况及总脂含量的影响。结果表明,2株微藻在不同氮源影响下生长状况不同,并且造成最终的干质量、总脂含量也有较为明显的差异。2种藻添加NaNO3和NH4Cl情况下分别获得了最高的生物量（（0.72±0.08）g.L-1和（0.80±0.03）g.L-1）和最高总脂含量（（38.35±1.32）%和（30.24±3.13）%）。最终二者在添加NaNO3的情况下单位体积总脂产量最高,分别为199.26 mg.L-1和190.76 mg.L-1,均可作为生物柴油的良好来源。