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。     

模拟酸雨对外来入侵植物三叶鬼针草生长及化感作用的影响

外来入侵植物三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）对我国华南地区生态系统造成严重危害,同时华南地区也是强酸雨分布区域。采用不同pH值（2.5,4.0,5.6）的模拟酸雨对三叶鬼针草种子和幼苗进行处理,测定其对种子萌发和幼苗生长的影响;室外模拟酸雨喷淋三叶鬼针草,生物测定三叶鬼针草叶片水浸提液对受体植物的化感作用的变化。结果表明：pH为4.0和5.6的酸雨处理后提高了三叶鬼针草种子的萌发率;pH为4.0的酸雨促进幼苗生长,增加幼苗苗高和生物量;而pH为2.5的酸雨抑制三叶鬼针草种子萌发率和幼苗生长。同时,pH 4.0和2.5酸雨增强了三叶鬼针草叶片水浸提液对受体植物的化感作用。研究表明：三叶鬼针草具有较强的耐酸能力,酸雨胁迫可能通过促进外来入侵植物三叶鬼针草的生长和提高化感潜力而有利于其进一步入侵。     

三叶鬼针草对蚕豆根尖遗传毒性的研究

化感作用是外来植物成功入侵和快速扩散的机制之一,为了探讨入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)的化感作用机制,运用蚕豆根尖微核技术和植物切片技术,研究了不同质量浓度的三叶鬼针草水浸提液对蚕豆(Vicia faba L.)根尖细胞的遗传损伤和对根生长的影响。结果表明,三叶鬼针草水浸提液对蚕豆根尖细胞有丝分裂及生长产生不同程度的抑制和损伤,具有明显的遗传毒性。水浸提液对蚕豆根尖的影响存在显著的时间效应和质量浓度效应。经切片测量统计,水浸提液促进了成熟区细胞平周分裂,使根尖细胞层数增加;同时显著地抑制了细胞伸长,使根尖缩短,整体表现为使根尖加粗变短。三叶鬼针草水浸提液抑制了细胞有丝分裂的正常进行,并随着水浸提液质量分数的升高,分裂期细胞数目下降,微核率逐渐升高。本研究结果表明三叶鬼针草水溶性化感物质对植物的遗传稳定性及细胞形态结构具有一定的影响,三叶鬼针草的化感作用可能是其成功入侵的机制之一。     

入侵植物鬼针草和鳢肠的化感作用及其入侵性研究

入侵植物鬼针草和鳢肠对当地生态环境及物种多样性造成严重影响。为探讨入侵植物鬼针草(Bidens pilosa)与鳢肠(Ecliptaprostrata)的化感作用及其入侵性,采用培养皿法研究了鬼针草和鳢肠根、茎、叶不同质量浓度(0、0.02、0.04、0.06、0.08 g·mL-1)水提液对自身和受体植物种子萌发、幼苗生长的影响。结果表明,鬼针草和鳢肠各器官水提液对自身和受体植物种子萌发及根冠比具有极显著的化感抑制作用。鬼针草根、茎、叶水提液质量浓度为0.08g·mL-1时,其种子萌发率分别降低了69.14%、76.94%和84.58%,根冠比降低了64.74%、69.94%和84.30%,鬼针草茎和叶水提液完全抑制鳢肠种子萌发率和根冠比;随着水提液浓度的升高,鳢肠水提液显著抑制自身和鬼针草种子萌发率及根冠比。鬼针草根和茎水提液质量浓度为0—0.06 g·mL-1时促进其株高生长,株高分别升高了52.97%和56.69%,其各器官水提液对鳢肠株高具有"低促高抑"的作用。鳢肠根、茎、叶水提液显著促进鬼针草株高生长,抑制自身株高的生长。综合化感强度分析,鬼针草的化感强度强于鳢肠,可通过化感作用抑制鳢肠种子萌发和幼苗生长,促进自身幼苗生长,增大入侵性。     

入侵植物肿柄菊对三叶鬼针草的化感作用

肿柄菊(Tithonia diversifolia A.Gray)和三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)同属菊科外来入侵植物。采用培养皿培养法用前者不同含量(0.8%,1.6%,2.4%,3.2%)的叶片提取液胁迫处理后者的种子和幼苗,通过测定后者种子活力及幼苗生长量、抗氧化酶活性和细胞膜透性,探讨肿柄菊对三叶鬼针草的化感作用,进而为前者用于后者防控提供理论依据。结果表明,随着肿柄菊叶片提取液含量的提高,三叶鬼针草种子发芽指数和种子活力及幼苗生长量逐渐下降,化感效应指数小于0;相对电导率逐渐提高,幼苗细胞膜的完整性下降;而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性则随之提高,化感效应指数大于0。肿柄菊叶提取含量达3.2%时,鬼针草种子发芽指数、活力指数和幼苗生长量仅分别为对照的25.7%、2.1%和9.4%。对照的SOD、CAT和POD活性分别为68.3±2.3、0.6±0.0和0.5±0.1,而提取液含量3.2%时则分别为117.2±3.2、1.2±0.1和0.9±0.2。显然,肿柄菊对鬼针草产生强烈化感作用,且随浓度的增加而加强。     

土壤水分对外来入侵植物五爪金龙植株表型可塑性和化感作用的影响

外来入侵植物五爪金龙（Ipomoea cairica）对华南地区的生态环境造成严重危害,表型可塑性可增强外来物种的入侵能力。本文通过盆栽试验研究土壤含水量为10%、20%和30%对外来入侵植物五爪金龙种子萌发、植株表型可塑性和化感作用的影响,探讨五爪金龙对土壤水分变化的响应机理,为进一步了解五爪金龙的入侵机理和提高对入侵种的预警和控制能力提供理论依据。结果表明,（1）在土壤含水量为10%,20%和30%条件下,五爪金龙种子的萌发率分别为15.2%、36.4%和33.6%。五爪金龙种子的萌发率随土壤含水量的增加而增加,尤其是在土壤含水量为30%时,五爪金龙种子萌发率最高。（2）土壤含水量为10%、20%和30%时,五爪金龙植株的总生物量分别为0.88、2.26和2.42 g。与土壤含水量为10%相比,土壤含水量为20%和30%条件下五爪金龙的总生物量分别增加了156.8%和175.0%,表明土壤水分增加显著增加了五爪金龙的总生物量。土壤含水量增加显著增加了五爪金龙的叶面积、叶生物量比、比叶面积和茎长,同时减少了根生物量比和根冠比,而对茎生物量比无显著影响。（3）相同浓度的五爪金龙水浸提液对受体植物莴苣（Lactuca sativa）和萝卜（Raphanus sativus）根长和苗高生长的化感抑制作用随着土壤含水量的减少而增强。研究表明：五爪金龙通过改变生物量分配模式和化感潜力对土壤水分变化有一定的适应能力。     

入侵物种三裂叶蟛蜞菊挥发物对杂草叶绿素含量的影响

研究了华南地区外来入侵植物三裂叶蟛蜞菊（Wedelia trilobata L.）挥发物对本地区3种主要杂草的叶绿素含量的影响,以揭示其化感作用的机理。结果表明：三裂叶蟛蜞菊植株挥发物和挥发油对稗草（Echinochloa crusgalli（L.）Beauv.）、三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）和青葙（Celosia argentea L.）叶绿素含量有明显的抑制作用。在同一实验条件下,250.0 g三裂叶蟛蜞菊新鲜茎叶及含有0.10 mL、0.25 mL和0.50 mL挥发油容器中生长的稗草、三叶鬼针草和青葙的叶绿素含量明显减少,稗草的叶绿素含量分别比对照减少56.5%、41.9%、49.6%和64.9%;三叶鬼针草的叶绿素含量分别比对照减少6.45%、4.35%、15.3%和24.8%;青葙的叶绿素含量分别比对照减少53.3%、17.6%、33.3%和71.5%。结论：三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用可使受体植物的叶绿素含量减少。其作用机理值得深入研究。     

入侵物种三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用研究

对华南地区重要外来入侵物种三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用进行了研究,以揭示该物种的入侵机制。采用水蒸气蒸馏法提取三裂叶蟛蜞菊地上部分的挥发油,提取率为2.58‰(质量比)。以稗草、三叶鬼针草和青葙3种杂草种子为供试对象,用种子萌发法测定了三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用活性。结果表明:三裂叶蟛蜞菊的茎叶在密闭系统中产生的挥发性物质对稗草、三叶鬼针草和青葙的幼苗生长有显著抑制作用。稗草的根长、苗高和鲜质量分别比对照减少49.1%、35.0%和27.3%,三叶鬼针草的分别比对照减少18.8%、20.9%和28.6%,青葙的分别比对照减少62.9%、21.2%和50.0%。水蒸气蒸馏法所得的挥发油对稗草、三叶鬼针草和青葙的幼苗生长也有显著抑制作用,且抑制作用随着浓度的增大而增强。稗草的根长、苗高和鲜质量分别比对照减少88.2%、58.3%和45.5%,三叶鬼针草的根长、苗高和鲜质量分别比对照减少38.6%、34.5%和71.4%,青葙的根长、苗高和鲜质量分别比对照减少83.7%、51.5%和75.0%。结论:三裂叶蟛蜞挥发物具有化感作用,其作用机理值得深入研究。     

3个树种凋落叶水浸提液对三叶鬼针草生长及抗性生理的影响

入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)对农业生产、生物多样性和生态系统安全有极大的威胁,利用植物间的化感作用抑制有害植物生长或开发植物源除草剂,是减少化学除草剂对环境负面影响的良好措施。常见树种巨桉(Eucalyptus grandis)、香樟(Cinnamomum camphora)和核桃(Juglans regia)叶片所含次生代谢物质对植物和微生物具有较强的化感潜力,可能会在入侵草本植物的防治上起到重要作用。选用巨桉、香樟和核桃凋落叶,分别制成不同浓度水浸提液,结合培养皿萌发试验和盆栽试验,通过测定三叶鬼针草发芽率、发芽速度、幼苗植株鲜质量、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量,综合评价3个树种凋落叶浸提液的作用效果。巨桉和香樟凋落叶浸提液可显著抑制三叶鬼针草的发芽。三叶鬼针草地上部分鲜质量明显受到高浓度巨桉凋落叶浸提液的抑制,而香樟和核桃凋落叶浸提液的抑制作用微弱;3个树种凋落叶浸提液对三叶鬼针草过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性具有促进作用,而对其过氧化氢酶(CAT)活性具有抑制作用;巨桉凋落叶浸提液处理三叶鬼针草抗氧化酶系统表现出"钝化"响应,而其体内丙二醛(MDA)含量则显著增加;对巨桉和香樟凋落叶浸提液而言,三叶鬼针草可溶性蛋白和可溶性糖含量均随浸提液剂量的增加而升高,而在核桃凋落叶浸提液处理下则表现出低促高抑的效应。总体来看,3个树种凋落叶含有干扰三叶鬼针草生长的物质,但效应因树种和浸提液浓度而异。相比较而言,巨桉凋落叶浸提液的综合抑制作用最强,香樟次之,核桃最弱。     

入侵物种三裂叶蟛蜞菊挥发物对杂草叶绿素含量的影响

研究了华南地区外来入侵植物三裂叶蟛蜞菊(Wedelia trilobata L.)挥发物对本地区3种主要杂草的叶绿素含量的影响,以揭示其化感作用的机理。结果表明:三裂叶蟛蜞菊植株挥发物和挥发油对稗草(Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.)、三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)和青葙(Celosia argentea L.)叶绿素含量有明显的抑制作用。在同一实验条件下,250.0 g三裂叶蟛蜞菊新鲜茎叶及含有0.10 mL、0.25 mL和0.50 mL挥发油容器中生长的稗草、三叶鬼针草和青葙的叶绿素含量明显减少,稗草的叶绿素含量分别比对照减少56.5%、41.9%、49.6%和64.9%;三叶鬼针草的叶绿素含量分别比对照减少6.45%、4.35%、15.3%和24.8%;青葙的叶绿素含量分别比对照减少53.3%、17.6%、33.3%和71.5%。结论:三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用可使受体植物的叶绿素含量减少。其作用机理值得深入研究。     

增温对荒漠草原植物群落组成及物种多样性的影响

以短花针茅荒漠草原为研究对象,通过采用远红外线辐射器模拟增温的方法,探讨了增温对荒漠草原植物群落结构及生物量和物种多样性的影响。结果表明：由于远红外线辐射器的增温作用,在2012年整个生长季内,增温样地10、20、30 cm土壤平均温度与对照样地相比,平均增加了0.39、0.38、0.31℃;各土层土壤含水量较对照平均减少0.76%、0.73%、0.60%。受温度升高及土壤含水量减少的影响,模拟增温6个生长季后,与对照样地相比,群落的高度整体增加,密度、盖度、频度表现为部分物种增加和部分物种减少的趋势,冷蒿（Artemisia frigida）等物种的重要值下降,阿氏旋花（Convolvulus ammanii）等物种的重要值上升,但是增温没有明显改变植物群落的组成。同时,增温处理使荒漠草原禾草的盖度减少,杂类草的盖度增加,半灌木和一两年生植物分盖度未发生明显变化;增温使地上地下生物量出现了不同程度的减少,在0~30 cm土壤深度地下生物量分配中,增温样地0~10 cm分配比例（81.23%）小于对照（86.07%）,10~20 cm分配比例（11.55%）大于对照（9.16%）;20~30 cm 分配比例（7.22%）大于对照（4.77%）,增温使得地下生物量分配格局向深层转移。增温后,增温样地植物Shnnon-Winener指数降低,Pielou均匀度指数升高,温度升高使荒漠草原植物群落的均匀度增加,但并没有提高草地植物的物种多样性。     

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?     

薇甘菊浸提液对福寿螺主要器官组织损伤的扫描电镜观察

采用薇甘菊（Mikania micrantha H.B.K.）的乙酸乙酯浸提液对福寿螺（Pomacea canaliculata）进行浸杀,通过扫描电镜观察福寿螺头足部、外套膜及肝脏组织的损伤状况,探讨薇甘菊化感物质对福寿螺器官组织结构的影响。经过薇甘菊质量浓度为100mg·L^-1提取液浸杀2d后,福寿螺主要器官出现了明显的组织损伤。头足部肌肉组织出现明显的杂乱丝条状并有断裂,部分有侵蚀剥落,表现为较大的组织缺损;外套膜有大量的细胞被浸润,呈疏松不整齐的结构;肝脏表面粗糙,凹凸相间的皱褶形成起伏不平的组织,其间有深浅不一的裂痕,并有侵蚀孔状损伤。扫描电镜的观察结果可为探讨薇甘菊浸提液对福寿螺的毒杀机理提供一定的依据。     

从生态化学计量学的角度初探五爪金龙（Ipomoea cairica）的入侵机制

五爪金龙（Ipomoea cairica）是一种入侵性极强的外来杂草,在我国华南地区已造成严重危害。前人从传粉、种子萌发特性、再生能力、光能利用能力、土壤肥力利用等方面,对五爪金龙成功入侵华南地区进行研究,文本旨在从生态化学计量学的角度,进一步揭示五爪金龙成功入侵华南地区的机制。本研究通过对华南农业大学校园内10个五爪金龙严重入侵样地进行调查,收集样方中（0.5 m2）的全部植物样品,及植物所在样地20 cm表层土,调查五爪金龙的常见伴生种,测定五爪金龙及伴生种的含水率、叶绿素 SPAD 值,生物量、以及植物、土壤样品的 C、N、P、K 含量,并计算得出植株及土壤的化学计量学指标。结果表明,五爪金龙常与本地种鸡矢藤（Paederia scandens）形成共生群落,共生群落中五爪金龙和鸡矢藤的生物量比值稳定,在5？1~6？1间波动。共存群落中,五爪金龙植株的N、P、K质量分数显著高于鸡矢藤,但C质量分数、w（C）/w（N）、w（C）/w（P）则显著低于鸡矢藤。更有趣的是,共存群落中五爪金龙与鸡矢藤的生物量比值与土壤全量w（N）/w（P）、速效（N）/w（P）呈显著正相关关系,既在五爪金龙生物量在共生群落中的优势程度,随土壤 w（N）/w（P）在5？1~15？1这个范围内的提高而提高。此外,在五爪金龙严重入侵的样地中,五爪金龙植株w（C）/w（P）、w（C）/w（P）、w（N）/w（P）、w（N）/w（K）、w（P）/w（K）等化学计量学特征相比鸡矢藤,也与土壤对应化学计量学特征更为接近。以上4个结果暗示着,在五爪金龙可入侵新样地时,可能通过改变入侵地土壤矿质元素比例,使其更加适合自身吸收,从而促进其成功入侵。本研究将为解释五爪金龙入侵机制提供新的理论参考。     

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。