不同土著草本群落对加拿大一枝黄花早期阶段入侵的抑制能力研究

为了解不同土著草本群落对加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)的入侵抑制能力以及可能的机制,以杭州湾南岸湿地围垦区具有相同演替阶段的3种优势土著草本白茅(Imperata cylindrical)、芦苇(Phragmites communis)和荻(Miscanthus sacchariflorus)群落为研究对象,以加拿大一枝黄花单优群落为参照,调查了不同群落中加拿大一枝黄花密度和地上部分生长(株高和基径)情况,测定了不同群落的光照水平和土壤理化性质,分析了土著群落中加拿大一枝黄花密度和地上部分生长与群落光照水平和土壤肥力的关系。结果表明:(1)土著群落显著降低加拿大一枝黄花密度(P0.05),白茅群落还显著降低加拿大一枝黄花地上部分生长(P0.05)。(2)土著群落降低了群落冠层光照水平,土著群落冠层中部光合有效辐射低于加拿大一枝黄花单优群落。白茅群落和荻群落盖度显著高于芦苇群落和加拿大一枝黄花群落(P0.05),冠层高度由大到小依次为荻、芦苇、加拿大一枝黄花和白茅;加拿大一枝黄花株高与其邻株株高间呈显著正相关(P0.001)。(3)土著群落土壤肥力低于加拿大一枝黄花单优群落,白茅群落土壤肥力最低,但多数指标与芦苇群落和荻群落差异不显著(P0.05)。认为遮光可能是土著群落抑制加拿大一枝黄花早期入侵的主要机制,而较低的土壤肥力水平可能与光竞争协同作用进一步加剧了土著群落对加拿大一枝黄花扩散的抑制。通过筛选和培育那些能同时降低群落光照水平和土壤肥力水平的土著群落可有效抑制加拿大一枝黄花入侵。     

加拿大一枝黄花有性生殖特征研究

加拿大一枝黄花Solidago canadensis L.是分布于我国的危害性最为严重的入侵种之一,它既可以通过有性生殖又可以通过无性生殖进行繁殖.对加拿大一枝黄花有性生殖的相关特征,如花序和小花的生物学特性、结实率和传粉方式等进行了研究.结果表明,加拿大一枝黄花的性系统为雌全性系统,每花序总花数为(15.16±1.67)个,缘花/盘花值为3.07±0.64.对成熟果实透明后进行的结实率统计表明,其结实率较低.套纱布网袋后的结实率极显著低于开放性授粉的,表明其花序是需要昆虫传粉的类型.加拿大一枝黄花的花序结构特征和开放式样显示出有利于增加异交的特点.尽管其结实率相对较低,但整个植株结实量大,仍需要防止其通过有性生殖产生的种子进行远距离的扩散和在新分布地区建立种群. 花有性生殖的相关特征,如花序和小花的生物学特性、结实率和传粉方式等进行了研究.结果表明,加拿大一枝黄花的性系统为雌全性系统,每花序总花数为(15.16±1.67)个,缘花/盘花值为3.07±0.64.对成熟果实透明后进行的结实率统计表明,其结实率较低.套纱布网袋后的结实率极显著低于开放性授粉的,表明其花序是需要昆虫传粉的类型.加拿大一枝黄花的花序结 特征和开放式样显示出有利于增加异交的特点.尽管其结实率相对较低,但整个植株结实量大,仍需要防止其通过有性生殖产生的种子进行远距离的扩散和在新分布地区建立种群. 花有性生殖的相关特征,如花序和小花的生物学     

入侵植物加拿大一枝黄花和本地一枝黄花的遗传多样性比较

为了阐明加拿大一枝黄花成功入侵的机制,利用简单序列重复区间标记(ISSR)方法对加拿大一枝黄花和本地一枝黄花的遗传多样性进行比较研究。从100条引物中筛选出12条引物用于PCR扩增,利用POPGEN32软件对2种一枝黄花进行遗传多样性分析。结果表明,加拿大一枝黄花在物种水平上的多态位点百分率为95.19%,Nei’s基因多样性指数为0.308 5,Shannon’s信息指数为0.415 8;本地一枝黄花在物种水平上的多态位点百分率(89.80%)、Nei’s基因多样性指数(0.249 1)和Shannon’s信息指数(0.383 4)都比加拿大一枝黄花小。加拿大一枝黄花和本地一枝黄花居群间遗传分化系数分别为0.118 2和0.131 3,居群内变异分别为0.881 8和0.868 7,表明2个物种居群间的遗传分化不明显,遗传一致度高,且主要的遗传变异存在于居群内。入侵植物加拿大一枝黄花具有较高遗传多样性,且高于本地一枝黄花,这可能是加拿大一枝黄花成功入侵的原因之一。     

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。     

改性加拿大一枝黄花去除水中Cr(Ⅵ)的特性分析

以生物入侵植物加拿大一枝黄花为原料,利用环氧氯丙烷、氢氧化钠和三乙胺对其进行化学改性,制备出含季铵基的吸附剂.采用元素分析、扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、氮气吸附和X射线光电子能谱等手段对改性前后加拿大一枝黄花物理化学性质进行表征,并通过批实验的方法探讨了改性前后加拿大一枝黄花对Cr(Ⅵ)的吸附行为及热力学性质.结果表明,加拿大一枝黄花改性后纤维素内部产生了爆裂式膨胀,含氮量增加,引入了季铵基,吸附Cr(Ⅵ)离子能力显著提高.吸附实验结果表明,改性加拿大一枝黄花吸附去除Cr(Ⅵ)的平衡时间约为3 h,p H值为1—7范围内吸附效果较好.吸附过程符合准二级动力学模型,并均能较好地符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型(R20.95),298 K时最大吸附量为29.62 mg·g-1.应用van't Hoff方程对吸附热力学参数进行了计算,结果表明Cr(Ⅵ)在改性加拿大一枝黄花上的吸附为熵加的自发物理吸热过程.     

气候变化对我国白枕鹤繁殖地分布的影响

基于白枕鹤(Grus vipio)在我国东北地区繁殖地分布数据,以温度、降水等数据作为预测的环境因子,利用最大熵模型(Maxent)预测白枕鹤在我国东北地区的繁殖地潜在分布。在此基础上耦合3种大气环流模型,同时结合2种气候情景,预测气候变化对我国东北白枕鹤繁殖地分布的影响。结果表明,在未来气候变化情景下,白枕鹤的繁殖地分布范围有减少趋势,且分布地区向北及向西移动。其中,A2情景变化程度大于B2情景,向北及向西移动的趋势更加明显,显示气候变化对白枕鹤繁殖地分布有显著影响。     

加拿大一枝黄花化感抑藻效应的初步研究

利用植物化感作用,可抑制有害藻类的生长,改善富营养化水体水质。文章选择我国重要的陆生入侵植物加拿大一枝黄花（Solidago canadensis L.）,系统研究了其根部、茎部和叶部水浸液对5种常见藻类：铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）、斜生栅藻（Scenedesmus obliquu）、蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）、水华鱼腥藻（Anabaena flos-aguae）和羊角月牙藻（Selenastrum capricornutum）生长的化感效应。研究结果表明：（1）加拿大一枝黄花水浸液对铜绿微囊藻的生长有强烈的化感抑制效应,7 d抑制率为90%左右,根、茎、叶部水浸液的72 h-EC50由高到低依次为34.84、12.54和9.57 g.L^-1,叶部对铜绿微囊藻的抑制作用最强;（2）加拿大一枝黄花叶部水浸液除了对水华鱼腥藻的生长无显著影响外,对其余4种受试藻均有明显的抑制作用,即加拿大一枝黄花叶部的化感抑藻效应较具广谱性;（3）相同质量浓度、同一部位的加拿大一枝黄花水浸液对不同藻种的化感作用类型和作用强度有所不同,即化感抑藻效应存在选择性,且这种选择性与藻类的分类学特征无关;（4）对同一种藻,加拿大一枝黄花根、茎、叶等不同部位水浸液的化感效应也有所差异。     

平原河网地区滨岸带外来植物入侵现状及影响研究——以上海青浦区为例

河流滨岸带作为一种典型的开放系统,在受到外界干扰的条件下极易被外来植物所入侵并受到严重影响。以上海青浦区为例,通过对河流滨岸带生态系统入侵植物分布及现状调查,以及对两种入侵植物：白花三叶草（Trifolium repens）和加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）群落的物种多样性及其土壤特性的实证研究,探讨外来植物入侵对河流滨岸带生态系统造成的影响。结果表明：目前该地区河流滨岸带外来入侵植物共有14科24种,其科、种数分别占到该生态系统所有植物的48．3％与26．1％。入侵植物白花三叶草与加拿大一枝黄花在春、秋两季均显著降低了河流滨岸带植物群落的物种多样性。此外,两种人侵植物也对当地河流滨岸及土壤特性造成了不同程度的影响,其中对土壤含水量、pH值的影响最为显著。该研究填补了平原河网地区河流滨岸带生态系统外来植物入侵研究的空白,有助于今后开展对该生态系统的评价、恢复及管理工作。     

气候变化情景下黑果枸杞的潜在地理分布

黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr)是一种多年生、多棘刺灌木,具有丰富的药用、经济和生态价值.基于中国172个黑果枸杞样点和29个环境因子数据,运用MaxEnt模型,模拟预测黑果枸杞在当前、未来(2050s、2070s)RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5气候情景下的潜在地理分布,以刀切法(Jacknife)分析影响其分布的主要环境因子,并采用受试者工作特征曲线(ROC)对预测结果进行检验.结果表明:(1)MaxEnt模型能够较好地模拟预测黑果枸杞在我国的潜在分布范围.最湿月降水量、最冷季均温、最冷季降水量、表层土壤砾石含量、年均温、月平均日温差等因子是影响黑果枸杞分布的主要因素.(2)黑果枸杞潜在适宜分布区总面积约为111.942×104 km~2,主要分布在西北干旱地区沙漠—绿洲过渡地带.(3)不同气候情境下,各等级适宜区面积存在明显差异性.RCP2.6情景下2050s、2070s总适宜区增加,RCP4.5情景下2050s增加、2070s减少,RCP8.5情景下2050s、2070s总适宜区减少.(4)空间叠加分析表明,未来黑果枸杞适宜区呈先增长后减少的变化趋势. 2050s黑果枸杞潜在适宜区向东部和东南部扩张,2070s潜在适宜区总体减少,并向北移动.综上所述,气候变化对黑果枸杞不同等级适宜区产生的影响不同,高适宜区分布范围相对较为稳定,可以适应未来气候变化;未来适宜区潜在分布范围及其空间迁移存在一定规律性,结果可为沙漠化治理和生态环境保护提供参考信息.(图7表3参61)     

气候变化对我国丹顶鹤繁殖地分布的影响

利用最大熵模型,结合大气环流模型和IPCC(政府间气候变化专门委员会)最新发布的A2和B2气候情景,模拟和预测气候变化对我国东北地区丹顶鹤(Grus japonensis)繁殖地分布范围及空间格局的影响趋势。结果表明,在A2和B2气候情景下,气候变化将导致丹顶鹤的繁殖适生区域不断缩减,核心分布区域向西和向北移动,其中东北3省的栖息地变化明显,内蒙古东部地区未来将成为丹顶鹤的主要栖息地。认为我国急需建立一套完整可靠的丹顶鹤分布监测系统,进一步加强湿地的人工补水和湿地恢复等工作,以利于丹顶鹤繁殖地的保护。     

Cu、Cd污染背景下加拿大一枝黄花叶水提液对莴苣种子萌发和生长的生态毒理效应

在重金属污染加重及多样化的背景下,入侵植物对本地植物种子萌发和生长的生态毒理效应可能发生改变甚至增强。因此,本文探究了Cu和Cd单污染及其复合污染下入侵植物加拿大一枝黄花叶水提液对其本地近缘种莴苣种子萌发和生长的生态毒理效应。结果表明:加拿大一枝黄花叶水提液处理及3种重金属污染类型和加拿大一枝黄花叶水提液复合处理均显著降低莴苣种子发芽指数,表明重金属和加拿大一枝黄花叶水提液均对莴苣的种子萌发和生长产生明显生态毒理效应。Cu和Cd复合污染下加拿大一枝黄花叶水提液对莴苣幼苗株高产生的生态毒理效应显著大于在Cu和Cd单污染下的生态毒理效应,而在Cu和Cd复合污染下加拿大一枝黄花叶水提液对莴苣幼苗发芽速度指数产生的生态毒理效应也大于在Cu和Cd单污染下的生态毒理效应(未达到显著水平)。这表明在Cu和Cd复合污染下加拿大一枝黄花叶水提液对莴苣种子萌发产生的生态毒理效应大于在Cu和Cd单污染下的生态毒理效应,即Cu和Cd复合污染可能对加拿大一枝黄花对本地植物种子萌发和生长产生的生态毒理效应具有一定的叠加效应。     

Host-plant genotypic diversity mediates the distribution of an ecosystem engineer

Ecosystem engineers affect ecological communities by physically modifying the environment. Understanding the factors determining the distribution of engineers offers a powerful predictive tool for community ecology. In this study, we examine whether the goldenrod bunch gall midge (Rhopalomyia solidaginis) functions as an ecosystem engineer in an old-field ecosystem by altering the composition of arthropod species associated with a dominant host plant, Solidago altissima. We also examine the suite of factors that could affect the distribution and abundance of this ecosystem engineer. The presence of bunch galls increased species richness and altered the structure of associated arthropod communities. The best predictors of gall abundance were host-plant genotype and plot-level genotypic diversity. We found positive, nonadditive effects of genotypic diversity on gall abundance. Our results indicate that incorporating a genetic component in studies of ecosystem engineers can help predict their distribution and abundance, and ultimately their effects on biodiversity.     

Comparative Analysis of Management Regimes and Medicinal Plant Trade Monitoring Mechanisms for American Ginseng and Goldenseal

Abstract: Two popular and profitable native North American medicinal plants, American ginseng (    Panax quinquefolius ) and goldenseal (   Hydrastis canadensis ), both of which are listed in Appendix 2 of the Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora (CITES), are monitored under disparate domestic strategies that are designed to satisfy CITES requirements. The P. quinquefolius program has benefited the species by encouraging U.S. states to enact laws to protect wild populations and regulate collection, and by establishing a transparent system under which harvest, commerce, and export can be monitored, evaluated, and controlled routinely. But certain programmatic constraints, such as insufficient funding and gaps in biological monitoring, undermine its effectiveness as a management strategy for the species. The joint industry and government H. canadensis initiative is intended to give commercial traders more responsibility in monitoring plant trade and the federal government access to information that may otherwise be difficult to obtain without the help of traders. I examined the structure, successes, and deficiencies of the P. quinquefolius program, promising features of the evolving H. canadensis program, Turkey's management of geophytes, and other sources of information from federal agencies that might contribute to more effective management of medicinal plants in the United States. Although the main goal of domestic monitoring programs for P. quinquefolius and H. canadensis is to implement their CITES listings, it is conceivable that similar programs could be established for non–CITES medicinal plants, thereby minimizing or replacing the need for CITES protection.     

加拿大蓬挥发油经不同载体对蚕豆根尖的细胞毒性

采用悬空气法和土培法,研究了加拿大蓬（Erigeron canadensis L.）挥发油对蚕豆（Vacia faba L.）根尖细胞经不同载体的细胞毒性。结果表明：加拿大蓬挥发油对蚕豆根尖细胞的有丝分裂没有显著的影响,但显著抑制了幼根的生长,使根尖细胞产生了多种类型的染色体畸变,导致微核率升高。综合分析表明,加拿大蓬挥发油经土壤载体的化感作用大于经空气载体的化感作用,推测可能是土壤对挥发油的滞留作用增大了化感效应。     

几种菊科入侵植物和非入侵植物的化感作用比较

以萝卜为受体,采用培养皿法比较研究了几种菊科入侵种和非入侵种的化感潜力。结果表明：入侵种和非入侵种都具有化感作用,且入侵种在高浓度下的化感抑制作用强度不一定都大于非入侵种。在0.2 g.mL-1浓度时,艾蒿和黄鹌菜的综合化感作用强度分别是小飞蓬的2.5和3.1倍;而紫茎泽兰和银胶菊则是小飞蓬的3.8和3.5倍。而不同植物浸提液对萝卜的不同检测指标影响不同。其中,紫茎泽兰对萝卜种子发芽和幼苗生长的影响主要表现为化感抑制作用。银胶菊和除0.025 g.mL-1外的黄鹌菜各浸提液都使萝卜种子萌发受较强的抑制,且抑制强度随浸提液浓度的升高而增大,而对幼苗生长则表现为＂低促高抑＂的规律。小飞蓬和苦荬菜对萝卜种子萌发和幼苗根长为抑制作用,但对其苗高和鲜质量为促进作用。除0.025 g.mL-1外,艾蒿对萝卜种子萌发和幼苗根长有较强的抵制,对其苗高和鲜质量则呈＂低促高抑＂的规律。     

Factors affecting the distribution of microplastics in soils of China

● Microplastic (MP) abundance in soil of China was highly heterogeneous. ● MP abundance was higher near large rivers and central land affected by monsoons. ● MP abundance was correlated with longitude, mulching film, and average temperature. ● Factors suitable for predicting MP pollution using models were discussed. Microplastics (MPs) are found worldwide in high abundance, posing a potential threat to ecosystems. Despite the ubiquity of MPs in the environment, very little is known about the regional distribution of MPs and underlying factors affecting this distribution in the field, which likely include human activity, but also features of the environment itself. Here, out of a total of 1157 datapoints investigated in 53 Chinese studies, 9.68% datapoints were removed as outliers in the heterogeneity analysis. This review revealed that the abundance of MPs was highly heterogeneous. In addition, microplastic (MP) distribution maps based on China demonstrated that the highest abundance of MPs tended to occur near large rivers and central land affected by the intersection of two monsoons. The model-fitting and previous studies showed that MP abundance in China was correlated with longitude, agricultural mulching film usage per capita, temperature, and precipitation. However, due to the heterogeneity of MPs and the low matching degree between the current environmental data and the sampling points, this pattern was not as evident as reported in any single study. Factors affecting the distribution of MPs can not be captured by linear relationships alone, and systematic selection of suitable environmental factors and further model optimization are needed to explore the cause of MP pollution in soil. Overall, this review revealed an uneven distribution of MPs and serves as a reference for model prediction to assess and control plastic pollution in natural soil environments.