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。     

不同林木种群对紫茎泽兰营养生长和生殖生长的影响

外来植物紫茎泽兰（Eupatorlum adenophorum）入侵我国西南地区并造成了严重的生态灾难,通过研究不同林木种群下紫茎泽兰的生长特性和发生规律,有助于从生态学角度为紫茎泽兰的综合防控提供事实依据。我们分别于2009、2011和2012年在西昌袁家山上开展了不同人工林木群落下紫茎泽兰营养生长和生殖生长特性的调查。调查研究的结果表明,阔叶林（青冈林）、阔叶针叶混交林（油茶柏树混交林）和阔叶混交林（油茶青冈混交林）下光照强度显著低于两种针叶林（落叶松林和柏树林）和空旷地,光照强度较空旷地减少率均在90％以上。空旷地紫茎泽兰的发生密度可达到111-218株·m-2,两种针叶林（落叶松林和柏树林）对紫茎泽兰的发生表现出一定的抑制作用,抑制率能达到46．2％～77．1％。油茶柏树混交林和青冈林下紫茎泽兰只有零星发生,对紫茎泽兰发生抑制率3年均在90％以上,而在油茶青冈混交林下未发现有紫茎泽兰发生。空旷地紫茎泽兰株高和分枝数均要显著高于其他人工林木群落,单株株高可达160．5～180．3cm,单株分枝数达到14．9～17．4,其中两种针叶林下紫茎泽兰的株高和分枝数要显著高于两种混交林和青冈林,株高达到59．5～113．4cm,单株分枝数为6．4～14．8。此外种植人工林木也显著抑制了紫茎泽兰的开花结实,空旷地紫茎泽兰单株种子量能达到8314～15410粒,两种针叶林（落叶松林和柏树林）下紫茎泽兰单株种子发生量为1330-4666-3粒,而两种混交林和青冈林下紫茎泽兰只有零星开花或不开花结实。相关性分析结果显示,光照强度的大小与紫茎泽兰的发生密度、株高、分枝数、单株花苞数、单株种子数都呈显著正相关,即光照强度显著影响着紫茎泽兰的发生密度、生长以及开花结实。阔叶林下光照强度的减弱是导致紫茎泽兰发生量减少原因之一。开展植树造林,采用种植青冈林、油茶青冈、油茶柏树混交林等阔叶混栽的方式对紫茎泽兰的发生不仅能起到显著的生态控制效果,而且能绿化荒山,给农民带来经济效益。     

紫茎泽兰与伴生植物小藜的竞争效应及其生理生化特征

外来入侵物种紫茎泽兰（Ageratina adenophora Sprengel）是一种世界性入侵杂草,其与本地物种的竞争会对生态系统结构和演替造成严重影响,带来较大经济损失;拟通过分析紫茎泽兰与本地物种小藜的竞争效应及生理生化特征,以探讨外来入侵物种紫茎泽兰的竞争机理。在温室条件下,设置紫茎泽兰、小藜（Chenopodium serotinum）的种内和种间竞争盆栽试验,测定了两种植物不同处理下的植株生物量;并通过氮蓝四唑光化还原法、紫外吸收法、三氯乙酸法和酸性茚三酮法,分别测定了功能叶片的超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、丙二醛含量、脯氨酸含量。结果表明：紫茎泽兰与小藜混种时,紫茎泽兰的单株生物量、相对产量（RY）均显著高于小藜对应指标,其竞争平衡指数（CB）显著大于0,而相对产量总和（RYT）显著小于1。混种与单种的结果比较表明,紫茎泽兰的混种生物量比在单种时显著增高,增幅达22.01%;而小藜的混种生物量比在单种时显著降低,降低了44.81%。在混种中,紫茎泽兰功能叶片的丙二醛、脯氨酸含量均比在单种时显著降低,而超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性均比在单种时显著升高;小藜功能叶片的丙二醛含量显著高于单种,而脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性与单种无显著变化。这说明紫茎泽兰的相对竞争能力比小藜强,紫茎泽兰通过调整生理生化特征来应对种间竞争可能是其竞争取胜的重要策略。     

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.     

云南临沧地区公路两侧紫茎泽兰分布格局

云南省临沧地区是我国紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)传入最早和入侵危害最严重的地区。文章在该地区选取典型路段并设置了10个样地,以等级、路宽、路面状况、路龄、人类活动干扰不同的7条公路为研究对象,分析了紫茎泽兰生物量、株高和株数与距公路距离、公路宽度、景观类型、坡向及海拔的关系。结果表明,公路对紫茎泽兰生物量和株高有显著影响的最远距离为24m,而对株数的影响达34m;6m宽的公路对紫茎泽兰生物量和株数影响最显著,且路龄越长、交通干扰越大的公路两侧的紫茎泽兰入侵危害越严重;紫茎泽兰在公路附近的撂荒地和次生林两个景观类型中入侵危害严重,景观类型对生物量与坡向对株高的影响不显著,位于南坡公路附近的紫茎泽兰生物量和株数最高,研究发现公路附近紫茎泽兰总生物量随海拔升高而增加,在1700m达最大,随后则降低。     

Pb、Cd及其复合污染对紫茎泽兰生长及吸收富集特征的影响

外来植物紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）入侵我国西南地区并造成了严重的生态灾难,通过研究Pb、Cd及其复合污染对紫茎泽兰生长及吸收富集特征的影响,有助于从生态学角度为紫茎泽兰的综合防控提供依据。采用模拟Pb、Cd污染土壤培养法研究了不同浓度Pb、Cd及其复合污染作用下紫茎泽兰的生长响应及重金属吸收、富集和迁移特征变化。结果表明：低浓度的Pb、Cd对紫茎泽兰的生长有促进作用,高浓度则表现出一定的抑制作用,生物量,株高,根长均明显减少。紫茎泽兰体内Pb、Cd吸收量与污染土壤具有良好的相关性,随处理浓度增加明显增大,极端浓度Pb、Cd胁迫下紫茎泽兰各器官Pb、Cd积累量与对照相比显著增加,1000 mg·kg-1处理时紫茎泽兰根、茎、叶的Pb质量分数均分别高达603.69、568.31、598.85 mg·kg-1;100 mg·kg-1 Cd处理时其根、茎、叶的Pb、Cd累积量依次为165.21、93.59、152.79 mg·kg-1。说明紫茎泽兰对Pb、Cd具有较好吸收累积及转运能力,可作为重金属污染地区的一种理想的修复植物。     

种植密度对不同株型玉米生长及根系形态特征的影响

选取平展型(ND108)、紧凑型(ZD958)、小株小穗型(CF008)玉米品种,采用PVC管土柱法种植,密度为1株/盆、2株/盆和3株/盆,探讨种植密度对不同株型玉米的生长特性及根系形态的影响.结果表明:种植密度增加,不同株型玉米个体生长均受到抑制,各项根系形态指标显著降低(P<0.01),但较低幅度增密对平展型品种(ND108)根系各项形态指标无显著影响;种植密度对不同株型玉米品种比根长(SRL)与比根表面积(SRS)的影响程度有显著差异,对平展型品种(ND108)影响最大,对紧凑型品种(ZD958)影响最小;穗根比、根系生物量分配比例存在显著基因型差异,平展型品种(ND108)较其它两个品种具有较高的根系干物重分配比例,但其穗根比较低.综上,增密过程中平展型品种(ND108)倾向于通过形成庞大根系以提升单株竞争能力,但是个体间激烈的竞争将限制群体产量的提高;而紧凑型品种(ZD958)和小株小穗型品种(CF008)个体间竞争较弱,因而在群体压力增大时能够通过增强自身根系的吸收能力以保证对地上部水分、养分供应,有可能获得更高的群体产量.     

短花针茅荒漠草原不同组织尺度地上生物量北大核心CSCD

以内蒙古短花针茅荒漠草地生物量为研究对象,比较分析个体、种群、功能群、群落尺度地上生物量的关联与变异.结果显示:(1)个体尺度上,高产草地的兴安胡枝子生物量最大,为(22.96±7.31)g/株,羊草生物量最小,为(0.16±0.69)g/株;种群尺度上,兴安胡枝子生物量较小,羊草的生物量较大;在功能群尺度上,兴安胡枝子生物量在灌木、半灌木该功能群的权重值为0.144,羊草的生物量在多年生禾草的权重值为0.303.(2)种群尺度上短花针茅在低产草地生物量最高(80.33 g/m2±5.15 g/m2),在个体尺度生物量同样最高(6.99 g/株±0.68 g/株);蒙古葱在种群尺度下生物量最低(0.12 g/m2±0.10 g/m2),在个体尺度下也最低(0.01 g/株±0.05 g/株).(3)高产草地的变异系数均值几乎都大于低产草地的变异系数均值,且随个体、种群、功能群、群落尺度的递进呈现下降趋势.本研究表明,从植物不同组织尺度研究短花针茅荒漠草原地上生物量,能够更好地揭示群落生物量置配过程和资源利用,这对于不同地区物种潜在规律的比较以及科学地实施区域生态系统保护具有重要意义.     

长江口滨海湿地芦苇和白茅形态和生长特征对地下水位的响应

芦苇是长江口地区滨海滩涂湿地主要建群种,如何控制白茅扩散、维持原生植被已成为滨海湿地管理亟待解决的生态问题之一.以长江口崇明东滩湿地为研究对象,通过野外调查滨海湿地芦苇(Phragmites australis)和白茅(Imperata cylindrica)种群特征,比较3个不同地下水位(低、中、高水位)条件下芦苇与白茅幼苗和成株生长特征.结果表明:对幼苗而言,地下水位对芦苇单株生长特征影响不显著,地下水位升高会促进芦苇种群密度增加,而显著限制白茅种群密度增加;对成株而言,在单株水平,中水位芦苇株高、基径、叶面积和地上生物量以及相对生长速率显著高于低水位和高水位,并且芦苇相对于白茅的生长优势在中水位条件下最为明显.除株高和基径以外,白茅的其它生长指标在3个地下水位梯度间均无明显差异;在种群水平,芦苇种群植株密度,叶面积指数,叶、茎和地上生物量随着地下水位升高而逐渐升高,在高水位达到最优.与芦苇相反,白茅种群植株密度,叶面积指数,叶、茎和地上生物量随着地下水位升高而逐渐降低,在低水位生长最好.虽然白茅在单株水平上生长不如芦苇,但是凭借其极强的无性繁殖能力在芦苇群落中迅速扩散,与芦苇竞争光照、水分等资源,并且在地下水位较低的条件下白茅种群生长尤为旺盛.因此,在植物幼苗阶段通过人工水位调控适当提高地下水位可以抑制中生性植物白茅的生长,从而有助于恢复东滩湿地以芦苇为单优势种的湿地群落结构和功能.