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?     

华南地区薇甘菊叶片挥发性有机化合物的空间差异研究

外来入侵植物薇甘菊对华南地区的生态环境造成严重危害,为探讨薇甘菊叶片挥发性有机化合物在华南地区的空间差异,运用GC-MS分析了华南地区23个不同地理种群230个薇甘菊植株叶片挥发性有机化合物的组分,并用峰面积归一化法计算各组分相对含量;利用线性混合模型分析不同地理种群的气候环境因素对薇甘菊叶片挥发性有机化合物含量的影响;采用聚类分析和主成分分析23个不同地理种群薇甘菊叶片挥发性有机化合物组分的特征。结果表明:利用GC-MS从薇甘菊叶片中鉴定了42种挥发性有机化合物,其主要成分为β-荜澄茄油烯(24.63%)、β-石竹烯(16.81%)、大香叶烯D(10.47%)、α-古芸烯(9.95%)和α-姜烯(9.77%);线性混合模型分析结果显示经度、纬度、海拔高度和温度可显著影响薇甘菊叶片中5种主要挥发性有机化合物的含量;聚类分析和主成分分析表明薇甘菊叶片挥发性有机化合物组分表现出较强的地域特征。研究结果可为阐明薇甘菊的入侵机制及防控措施的制定提供理论与实践参考。     

高光和低光下木本植物形态和生理可塑性响应

光资源的时空异质性普遍存在.为了提高光利用效率或有效避免强光的伤害,植物通常采取多种调节措施.植物适应林下异质、多变的环境过程中,表型的可塑性是非常关键的.植物表型可塑性与其环境异质性密不可分.植物通过生长变化、生物量分配、光合器官结构调整、叶氮分配、抗氧化防御系统、热耗散机制,以及长期的表型可塑性来增大截取光资源的潜力和实际光资源利用效率,同时也为自身提供了一种有效的保护机制.大量实验证明,阳生植物比阴生植物表现出较大的表型可塑性,且其可塑性方式存在差异.本文主要阐述了植物对高光和低光条件的形态和生理可塑性适应,为了解植物在极端光照条件下生存与繁殖提供参考.大量的人工模拟与自然光照实验有待进行来阐明植物对自然光照条件的适应,为植被恢复和重建提供参考和依据.参96     

模拟酸雨对薇甘菊种子萌发和幼苗生长的影响

薇甘菊是入侵性杂草,已在我国华南地区及云南部分地区造成严重危害。我国华南地区同时也是强酸雨分布区域。采用不同pH值的模拟酸雨对薇甘菊种子及幼苗进行处理,测定其对种子萌发和幼苗生长的影响。测定了不同pH值下薇甘菊幼苗叶绿素含量、丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧阴离子产生速率、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性。结果表明,薇甘菊种子具有较强的耐酸能力,pH≥3．5时均能正常萌发,pH≤3．0时不能萌发。不同pH值模拟酸雨对薇甘菊幼苗叶绿素含量影响不显著。随着模拟酸雨pH值下降,超氧阴离子产生速率上升,丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性呈先上升后下降。pH3．5时,丙二醛含量、脯氨酸含量、过氧化物酶活性均达最大值;pH4．0时超氧化物歧化酶活性达最大值。结果表明薇甘菊对华南地区酸雨胁迫表现出适应。     

华南地区几种常见植物对薇甘菊的化感作用研究

用供体植物地上部分的水提液或乙醇提取液配制成一定质量浓度的营养液,培养已生根的薇甘菊(Mikania micrantha)枝条,1个月后测其生长情况。结果表明,幌伞枫(Heteropanax fragrans)和三叶鬼针草(Bidens pilosa)水提液培养的薇甘菊无一成活;芒萁(Dicranopteris pedata)水提液对薇甘菊也表现出很强的化感作用,其抑制综合效应(SE)为72.47%。少花龙葵(Solanum nigrum)乙醇提取液培养的薇甘菊无一成活,三叶鬼针草和芒萁的乙醇提取液对薇甘菊也表现出很强的化感作用,其SE值分别达到50.50%和17.11%。可见三叶鬼针草和芒萁有望开发用来对薇甘菊进行长期生物防治。供体植物提取液对薇甘菊插条成活率和根系活力的影响高于对其生物量的影响,表明供体植物的化感物质可能是通过抑制薇甘菊根系活力来抑制其生长和繁殖的。     

五爪金龙对薇甘菊的化感效应研究

五爪金龙是薇甘菊入侵群落中伴生的主要藤本植物之一。运用室内生物测定方法,以薇甘菊种子为受体,测试了五爪金龙水浸提液对薇甘菊的化感效应,结果如下:五爪金龙叶片0.1、0.2和0.3g·mL-1(以鲜叶质量计)的三种浓度水浸提液对薇甘菊种子萌发及根长生长均具有显著的抑制作用,抑制效应随浓度增加而增大,综合化感效应指数分别为-0.72、-1.2和-2.49,综合抑制率分别为35.29%、50.39%和67.27%。随着浸提液浓度的升高,薇甘菊的种子萌发抑制率从30.77%增至61.54%,而根长生长的抑制率则从60.65%增至82.92%,其受到的化感效应RI值是同浓度下种子萌发率的3~3.6倍,表明浸提液对薇甘菊根长生长的抑制作用更大。浸提液处理使薇甘菊的叶绿素含量及叶绿素a/b比值均降低,说明薇甘菊的光合作用也受到抑制。上述结果表明五爪金龙具有较强的抵御薇甘菊入侵危害的化学性防御潜力,这对其在薇甘菊入侵群落中的伴生生存具有重要意义。     

抑制薇甘菊生长的日本菟丝子化感物质研究

采用制备型高效液相色谱、重结晶等方法从有害植物日本菟丝子（Cuscuta japonica Choisy）的水浸液有机萃取物中分离出能显著抑制薇甘菊（Mikania micrantha H.B.K.）种子萌发的化感物质,并采用核磁共振（1HNMR、13CNMR）法、质谱（MS）法等对其结构进行分析和鉴定。结果表明：能显著抑制薇甘菊种子萌发的日本菟丝子化感物质为桂皮酸（cinnamicacid）和3-苯基丙酸（3-phenylpropanoic acid）。这2种化合物在菟丝子属的植物中属首次分离鉴定。这2种化感物质具有开发为生物源农药（如除草剂）的潜力。研究结果为入侵植物薇甘菊的防治提供了参考依据,也为日本菟丝子的开发利用开辟了一条新途径。     

不同底质和透明度下马来眼子菜的表型可塑性研究

马来眼子菜(Potamogeton malaianusMiq.)是目前太湖沉水植物优势种之一。文章比较分析了3种不同底质和透明度情况下马来眼子菜的生长特征,探索其在太湖不断扩展的原因及其适应性。分别选取粘土质粉砂、粉砂和下蜀黄土底质上生长的马来眼子菜进行观察试验。结果表明,这3种底质在粒度组成、营养盐和分布特征上具有显著差异。在太湖粘土质粉砂和粉砂底质上马来眼子菜的生物量比下蜀黄土底质上的马来眼子菜高,其生物量随着底质营养盐的增加而增加。马来眼子菜与觅光相关的形态指标,如高度、节间距、节数、叶数、叶长及叶面积均随着底质营养盐的增加而显著增加。马来眼子菜的冠层高度与水体的透明度呈显著负相关,表明其对剧烈变化的湖泊光环境具有很强的适应能力。马来眼子菜在不同底质上的形态可塑性是其优先占据湖泊资源成为优势种的重要原因。     

入侵藤本薇甘菊的耐盐能力

薇甘菊Mikania micrantha Kunth为原产中南美洲的入侵藤本植物,现已在全球热带和亚热带地区照成严重的生态问题。野外观察发现薇甘菊已在珠三角沿海植被中滋生。为揭示薇甘菊的耐盐能力及其对滨海盐生植被的潜在危害性,分别对薇甘菊种子、根系和茎干在不同盐度胁迫下的响应进行了测定。在珠三角地区采集了薇甘菊3个批次的种子,并选取珠江三角洲6种常见植物（菊科假臭草Eupatorium catarium、藿香蓟Ageratum conyzoides、野茼蒿Crassocephalum crepidioides、鬼针草Bidens pilosa、翅果菊Pterocypsela indica和旋花科小花假番薯Ipomoea triloba）作为对照,测定了它们在不同NaCl盐度（质量分数）胁迫下的萌发率和幼苗生长;为揭示薇甘菊种子是否可由海水传播,将薇甘菊和对照植物假臭草、藿香蓟和鬼针草在不同盐度条件下浸泡不同时间后解除胁迫再观测其种子萌发率;为确定薇甘菊能否在滨海盐土中无性繁殖,分别对薇甘菊的根系和茎干在盐水浸泡下的植株生长进行了测定。研究结果表明：1）总体而言,薇甘菊3个种群在≤0.6%盐度胁迫下的种子萌发率均与对照组无显著差异,个别种群的这一阈值可高达1.5%,明显高于其他对照植物;同一盐度胁迫条件下,薇甘菊幼苗根系和苗高生长受抑制程度明显低于对照植物。2）即使经高达3.0%盐度胁迫浸泡长达12 d后,薇甘菊、藿香蓟和假臭草种子的萌发率也没有受到显著影响,而鬼针草种子的萌发率有明显下降;四种植物受浸泡后萌芽的幼苗生长均正常。3）薇甘菊根系受0.5%盐度胁迫时没有植株死亡,但苗高增长仅为对照组的53.3%;根系在1.0%盐度胁迫下有95%的植株能存活至少25 d,但苗高增长仅为对照的18.9%;根系在≥1.5%盐度胁迫下薇甘菊无法存活。4）被清水浸泡的薇甘菊茎茎叶均能存活且在全部被浸泡的节上萌芽。当薇甘菊茎干受≥1.0%盐水浸泡时,受浸泡的叶片全部死亡,在1.0%、2.0%和3.0%盐度胁迫下受试茎第21天的死亡率分别为42.9%、40.9%和86.4%。以上结果表明薇甘菊对盐生生境具一定的适应能力,可能通过种子萌发或无性繁殖扩张的方式对滨海盐生植被构成威胁,应当引起重视。     

模拟氮沉降对入侵植物薇甘菊光合特性的影响

该文将探讨氮沉降对外来植物薇甘菊（Mikania micrantha）光合特性的影响。在广州东北郊薇甘菊生长的木荷（Schima superba）人工幼林地进行模拟氮沉降处理,以NH4NO3作为氮源,设置3个氮沉降水平,分别为N0（N：0 g·m-2·a-1）、N5（N：5 g·m-2·a-1）以及N10（N：10 g·m-2·a-1）。在模拟氮沉降的26个月后,采用LI-6400便携式光合仪对不同氮沉降处理下薇甘菊（Mikania micrantha）光合特性进行了测定,分析了不同氮沉降处理之间薇甘菊光合生理指标的差异。结果表明：在试验时间内,不同氮沉降处理之间的薇甘菊净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（WUE）日均值的差异不显著（p〉0.05）,但这些光合生理指标的大小均表现为N10？N5？N0,氮沉降一定程度提高了薇甘菊的光合作用,可能加速薇甘菊的生物入侵。光合有效辐射（PAR）是影响薇甘菊净光合速率（Pn）的主导因子,其次为叶片温度（Tl）和大气温度（Ta）,它们均与Pn呈极显著正相关（p〈0.01）,而与空气相对湿度（RH）呈不显著的负相关（p？0.05）。氮处理对薇甘菊最大净光合速率（P′max）、表观量子效率（a）、暗呼吸速率（Rd）、光饱和点（LSP）和光补偿点（LCP）的影响不明显（p？0.05）。P′max、a、LSP和LCP分别介于21.21~22.07、0.058~0.059、1546.0~1653.3和8.0~9.3μmol·m-2·s-1之间,在氮沉降下薇甘菊表现出高光合潜力及强阳性植物的特征。该文可为研究氮沉降下薇甘菊入侵林地的机制提供有价值的参考。     

模拟氮沉降对入侵植物薇甘菊叶绿素荧光参数的影响

大气氮沉降的增加会对某些生态系统造成严重影响。入侵植物薇甘菊的蔓延是近年来威胁我国林业安全的一大难题。氮沉降量的增加可能会对薇甘菊光合作用效率产生影响。为进一步了解两者之间的关系,以NH4NO3（分析纯）为氮源,对生长着薇甘菊（Mikania micrantha）的木荷（Schima superba）人工林试验地进行模拟氮沉降处理。试验设置3个氮沉降试验组,分别为对照组N0（N：0 g·m-2·a-1）,试验组N5（N：5 g·m-2·a-1）和N10（N：10 g·m-2·a-1）,根据当地降水情况计算并定量人工喷施。于2013年6、8和11月分别测定试验地内薇甘菊的各项叶绿素荧光参数指标。结果显示,（1）各月份间,除非光化学猝灭（qN）6月份数值低于11月份外,各指标基本表现为8月份最高,6月份次之,11月份值最低的规律。在低温,相对干旱的11月,薇甘菊生长末期,氮素的增加对薇甘菊光合效率提高的帮助尤为明显。（2）各试验组间,N0组各指标值均低于N5组与N10组,氮沉降量的增加能够促进薇甘菊光合作用效率的提高,会对薇甘菊的生长具有促进作用。（3）试验组N5组与N10组之间无一致规律性,推测过高的氮素可能会抑制薇甘菊的生长。此推论有待于进一步实验证明。（4）在试验地自然条件下,大气氮沉降量的升高会促进薇甘菊光合作用效率的提高。该文可为大气氮沉降增加的生态影响的研究和薇甘菊入侵生态学研究提供一定的理论依据。     

薇甘菊入侵对深圳湾红树林生态系统碳储量的影响

外来植物入侵对生态系统碳过程的影响已经成为入侵生态学研究的热点问题。采用比较研究的方法分析了薇甘菊（MikaniamicranthaH．B．K．）入侵对深圳湾红树林生态系统碳储量的影响,分别设置红树林（Kandelia candel）群落、红树林．薇甘菊群落、薇甘菊群落以及光滩等样地,采集植被、凋落物和土壤剖面样品,分析生态系统各组分的碳储量变化。结果表明,薇甘菊入侵对红树林生态系统碳储量有着显著的影响,碳储量从未被入侵下215．73tC／hm^2减少到轻、高度入侵下的197．56tC／hm2和166．70tC／hm2,分别减少8．42％和22．72％。其中植被和土壤碳储量显著减少,凋落物碳储量显著增加。薇甘菊入侵一方面导致红树林枯萎,减少植被生物量,增加凋落物量,另一方面促进了土壤微生物活动,使土壤有机碳分解释放,降低土壤碳储量。薇甘菊入侵后红树林碳储量的降低将大大削弱生态系统的碳汇功能。     

不同密度五种植物对薇甘菊幼苗的竞争效应

以入侵植物薇甘菊（Mikania micrantha H.B.K）和多年生植物高羊茅（Festuca elata Keng ex E.Alexeev）、黑麦草（Lolium perenne）、黄花蒿（Artemisia annua L.）、杂三叶（Alsike clover.）和紫花苜蓿（Medicago sativa L.）为试验材料,温室条件下采用密度添加系列设计,研究了5种植物在不同密度下对薇甘菊幼苗的竞争效应,为薇甘菊生物替代提供理论依据。结果表明,（1）5种受试植物及其不同种植密度对薇甘菊幼苗的生物量、株高和分枝数具有极显著影响（P〈0.001）,但两者互作除对薇甘菊幼苗的株高显著影响外,对其幼苗的生物量和分枝数均无显著影响。（2）同等密度条件下,供试5种植物中的黑麦草和黄花蒿对薇甘菊幼苗的生物量、株高和分枝数的抑制作用最强,高羊茅次之,杂三叶和紫花苜蓿对薇甘菊幼苗的生长抑制作用最弱。（3）5种植物与薇甘菊混种组合中薇甘菊的相对产量（RY）均显著小于1,说明供试5种植物对薇甘菊的种间竞争作用强于其种内竞争;不同密度的黑麦草、黄花蒿和高羊茅与薇甘菊混种,3种竞争植物的竞争平衡指数（CB）均显著大于0;而杂三叶和紫花苜蓿仅在其与薇甘菊的混种密度分别大于200和300株/m2时,其竞争平衡指数（CB）大于0,而低密度时均小于0;说明供试5种植物中,黑麦草、黄花蒿和高羊茅的竞争能力强于薇甘菊幼苗,而杂三叶和紫花苜蓿在低密度条件下的竞争能力较薇甘菊幼苗弱。可见黑麦草、黄花蒿和高羊茅有望被作为替代竞争植物用来对薇甘菊进替代控制。     

喀斯特特有植物罗甸小米核桃幼苗对光照强度的可塑性响应

研究光照强度对1年生喀斯特特有植物罗甸小米核桃幼苗可塑性的影响,探讨其在个体定居初期如何响应不同光照强度的变化及其生态适应策略.设置约为自然光100％、75％、50％和25％的光照强度处理材料,4个月后收获,比较分析罗甸小米核桃幼苗的形态、生物量分配和生理性状在不同光照强度处理下的差异,并对可塑性指标进行综合评价.结果...