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。     

紫茎泽兰入侵对不同植物群落类型中昆虫多样性的影响

紫茎泽兰Ageratina adenophora入侵对不同植物群落中昆虫群落的影响,以及不同植物群落抵御紫茎泽兰入侵的生态机制尚不清楚。本研究选取紫茎泽兰不同入侵程度和未入侵不同功能型植物群落样地,采用巴氏罐诱法、扫网法结合黄板法对各样地地表昆虫进行调查分析。在各样地共采集到昆虫标本12 099个,隶属于11目64科168种。其中,优势类群为膜翅目、同翅目、双翅目、缨翅目昆虫,占总种数的94.86%。随紫茎泽兰的入侵,群落中直翅目、缨翅目、同翅目、双翅目、鞘翅目、鳞翅目昆虫在群落中所占的比例呈先降低再升高的趋势,而膜翅目、半翅目昆虫在群落中所占比例呈先升高再降低趋势。紫茎泽兰群落中的同翅目、半翅目昆虫所占比例较不同功能型本地植物群落低,而膜翅目昆虫所占比例较其他群落高。随紫茎泽兰入侵程度的加重,昆虫多样性指数D、H、E均呈先降低后升高的趋势;昆虫优势度指数C则呈先升高再降低的趋势。多年生禾本科植物群落的昆虫各多样性指数均大于紫茎泽兰群落,与紫茎泽兰群落间的差异最小,且有较高的相似性(0.602),可能是对紫茎泽兰的入侵具有较强抵御作用的指示因子之一。     

外来入侵植物紫茎泽兰对植物多样性的影响

采用样方法调查了云南省和四川省5个受紫茎泽兰入侵的样地中草本植物和灌木的种类和数量,分析了其物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数.结果表明,5个样地采得本地植物87种,其中常见本地植物32种,隶属19科31属.紫茎泽兰入侵造成5种生境条件下物种丰富度指数下降显著或极显著.除样地d外,其他样地紫茎泽兰入侵的样方Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数下降显著或极显著.而紫茎泽兰入侵对Pielou均匀度指数的影响则没有表现出明显的规律.不同生境条件下,植物群落的季节变化有所不同,以一年生草本植物为主的群落,其多样性指数和均匀度指数下降趋势较以多年生草本植物和灌木为主的群落更为明显.     

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。     

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。     

外来入侵植物紫茎泽兰对昆明地区土壤动物群落的影响

2005年雨季前后的6月至9月,共布设144个样方,采样分析了外来入侵植物紫茎泽兰(Eupatorium adeno-phorum)对云南昆明地区针叶林、阔叶林和草地3种主要生态系统类型地表腐叶层土壤动物群落的影响。研究结果表明,紫茎泽兰入侵后土壤动物类群总数显著减少,其中针叶林减少41.3%,阔叶林减少29.0%,草地减少36.7%;土壤动物群落个体总数下降,其中针叶林减少63.5%,阔叶林减少20.4%,草地减少43.2%。紫茎泽兰入侵影响土壤动物群落多样性和均匀度。6月至8月,在没有紫茎泽兰入侵情况下,针叶林和草地生态系统土壤动物群落多样性、均匀度逐步升高;紫茎泽兰入侵后,由于土壤动物类群数量及部分类群个体数量减少,针叶林和草地土壤动物群落多样性、均匀度有所降低。     

紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）入侵地的生物多样性

生物多样性演变是全球变化的重要组成部分,物种入侵对生物多样的影响已成为当前全球变化领域的研究热点之一。本文研究了西双版纳紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）入侵地的植物、土壤动物与土壤微生物的多样性,结果表明：（1）不同程度入侵区的植物种类及其重要值差别较大,在重度入侵区,紫茎泽兰的重要值高达237.74%,但随着入侵程度的降低,植物种类有所增加且紫茎泽兰的重要值随之降低;丰富度指数、多样性指数、优势度指数与均匀度指数均表现为轻度入侵区〉中度入侵区〉重度入侵区。（2）三种入侵区的土壤动物隶属23目,其中弹尾目（Collembola）、蜱螨目（Acarina）和膜翅目（Hymenoptera）为优势种群,三者总量占捕获总数的61.77%;丰富度指数、多样性指数、优势度指数、均匀度指数与密度类群指数均表现为轻度入侵区〉中度入侵区〉重度入侵区。（3）土壤微生物可培养数量类群方面,细菌表现为中度入侵区〉重度入侵区〉轻度入侵区,放线菌、真菌、自生固氮菌与氨氧化细菌均表现为重度入侵区〉中度入侵区〉轻度入侵区;多样性指数表现为重度入侵区〉轻度入侵区〉中度入侵区,优势度指数表现为轻度入侵区=中度入侵区〉重度入侵区,均匀度指数表现为重度入侵区〉轻度入侵区=中度入侵区。可见,紫茎泽兰入侵地的植物与土壤动物多样性随入侵程度加重而降低,但土壤微生物多样性却随入侵程度加重反而呈上升趋势。今后,加强室内模拟与野外定点长期观测相结合试验是探究紫茎泽兰入侵对生物多样性影响机制的研究方向。     

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。     

外来入侵植物紫茎泽兰对土壤养分的影响

选取云南、四川省3个不同生境作为样地,研究紫茎泽兰入侵对不同生态系统土壤中碱解氮、速效磷、速效钾含量的影响.结果表明,紫茎泽兰入侵造成样地a土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量分别显著下降33.9%、44.2%和32.2%;样地b仅土壤速效磷显著下降31.0%;样地c土壤各营养元素未见显著变化.在不同时间,样地a处理组各营养元素含量基本低于对照组,以2005年7月至10月的差异最显著.这说明紫茎泽兰入侵对土壤养分的影响因生境不同而异,且与紫茎泽兰的生长节律有关.     

喀斯特山地草地植物群落结构与相似性特征

选择贵州典型喀斯特山地草地植物群落为研究对象,采用标准样地调查法,对不同海拔、坡向的植物群落结构、物种分布、种群习性等展开研究,结果表明,（1）喀斯特山地草地植物群落结构随海拔的升高,多年生草本植物种类比例逐渐降低,一年生草本植物和灌木植物没有明显的变化规律;喀斯特山地草地植物群落是以多年生草本为主,一年生草本和灌木为辅的植物群落结构类型。（2）喀斯特山地草地植物群落中,斑茅（Saccharum arundinaceum）、紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）、扭黄茅（Heteropogon contortus）、莠竹（Microstegium nudum）种群分别为不同海拔样点的优势种群,优势种群和次优种群以多年生草本植物主要。（3）喀斯特山地草地不同海拔间的植物群落相似性系数均在0~0.25之间,属于极不相似水平,海拔梯度间群落结构差异较大。喀斯特山地草地植物群落物种多样性较高,同时坡向对于植物群落相似性的影响较小,海拔是影响群落间差异的主要因素。     

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.     

三江源区不同建植年代人工草地群落演替与土壤养分变化

研究了了三源区不同建植期人工修复草地在不同演替阶段毒杂草[主要是甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)]的入侵规律、数量特征,植物群落物种组成、生物苗和草地质最以及土壤养分、微生物活性的变化规律.结果表明,不同建植期人工修复草地植物群落的种类组成、植物功能群组成和群落数量特征存在显著差异.随着演替时间的推移,人工草地群落盖度、高度、物种数、生物最和多样性指数均表现出"V"字型变化规律,杂类草--甘肃马先蒿的数量特征变化尤为明显,在4 a的人工草地群落中开始局部入侵,在5～6 a的人工草地群落中大面积入侵,其入侵速度、入侵面积达到高峰期.土壤的含水量、容重、土壤中有机质、氮素和磷素在演替过程(7 a、9 a草地)中逐渐降低,到一定时期又逐步增加;随着演替的进行,不同建植期人工草地的土壤微牛物生物量碳和酶活性均呈"V"字型,变化.对于退化生态系统的恢复首先是植被恢复,其次是土壤肥力的恢复.土壤有机质等养分的积累、微生物活性的改善不仅能使土壤-植物复合系统的功能得以恢复,同时也能促进物种多样性的形成,有利于人工草地群落稳定性的提高.在试验区尽管植被恢复演替进行得比较缓慢,但从土壤发展的角度看,仍属进展演替.所以,在退化高寒草甸的恢复过程中,若降低和有效控制外界的干扰(如围栏封育),可为退化草地恢复提供繁殖体与土壤环境,实现人工草地逐步向恢复(正向)演替进行.图3表6参34     

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。     

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.     

Beyond the ecological: biological invasions alter natural selection on a native plant species

Biological invasions can have strong ecological effects on native communities by altering ecosystem functions, species interactions, and community composition. Even though these ecological effects frequently impact the population dynamics and fitness of native species, the evolutionary consequences of biological invasions have received relatively little attention. Here, I show that invasions impose novel selective pressures on a native plant species. By experimentally manipulating community composition, I found that the exotic plant Medicago polymorpha and the exotic herbivore Hypera brunneipennis alter the strength and, in some instances, the direction of natural selection on the competitive ability and anti-herbivore defenses of the native plant Lotus wrangelianus. Furthermore, the community composition of exotics influenced which traits were favored. For example, high densities of the exotic herbivore Hypera selected for increased resistance to herbivores in the native Lotus; however, when Medicago also was present, selection on this defense was eliminated. In contrast, selection on tolerance, another plant defense trait, was highest when both Hypera and Medicago were present at high densities. Thus, multiple exotic species may interact to influence the evolutionary trajectories of native plant populations, and patterns of selection may change as additional exotic species invade the community.     

退化滨水景观带植物群落生态修复技术研究进展

滨水带是重要的生态交错带,物质、养分和能量流动速率高,具有较高的生态、经济和美学价值。近年来,由于缺乏科学合理的生态规划意识,我国滨水带多被建成近直立人工护岸,加之自然、人为干扰力度的加强,滨水岸线生境破坏,生物群落丧失,滨水带退化,水岸生态环境日趋恶化。通过对滨水带生态景观功能分析,研究滨水带退化原因与机理,系统归纳了国内外退化滨水景观带植物群落生态修复相关技术的研究现状,深入探讨了生境恢复、生物廊道恢复、景观格局美化和水岸生态系统结构与功能优化等方面的研究内容,并提出今后滨水带生态修复技术研究方向,以及基于生态学、景观学、水力学、土力学、生物学、经济学等多学科背景的滨水景观带植物群落定量分析、配置方法。最后指出,滨水景观带植物群落生态修复技术研究需进一步分析我国水岸生态系统退化机理、细化滨水深槽-浅滩序列、量化滨水植被配置宽度与生物多样性关系、深化稳定化长效管理技术等,为我国退化滨水生态景观带植物群落生态修复集成技术的研究与实践提供参考,以全面有效的提高生态环境质量。     

中新天津生态城植物多样性分析

2008年对中新天津生态城规划区域植被进行调查,发现该区域以盐生植被为主,现存植被可分为4个类型15种植物群落;植物区系成分含38科101属135种。本区植被的分布受土壤盐碱度的制约,并受当代人为因素的严重影响,盐生植物资源丰富,其中26种耐盐植物具有较大开发利用价值。因此,建议采取保留与保护现存的盐生植被;利用耐盐植物进行盐碱地绿化及研究和发展本区盐碱地环境的生态管理。     

盐沼植物群落研究进展：分布、演替及影响因子

盐沼是全球温带及亚热带地区的主要滨海湿地类型之一,在我国分布广泛。盐沼湿地生态系统敏感、脆弱且具有重要的生态系统服务功能。理解盐沼植物群落时空分布动态的一般规律与生态学机制,是开展盐沼生态系统研究的基础与关键。海陆交界的特殊环境特征是影响盐沼湿地植物群落的空间分布及演替过程的主要因素。在海洋潮汐作用下,盐沼湿地中的盐度、水淹强度、氧化还原电位等非生物因子往往呈梯度分布,这也导致了生物群落中种内、种间关系的变化。在非生物及生物因子的共同作用下,盐沼植物群落也往往沿高程梯度呈带状分布。环境变化是盐沼植物群落演替的驱动因素,在海岸线相对较为稳定的盐沼,植物群落的演替多属自发演替,而在靠近的大型河口的一些持续淤涨的盐沼,植物群落演替通常属于异发演替。沿海地区的水产业、流域上游及沿海地区的工程、污染及生物入侵等直接或间接的人类活动已对盐沼湿地植物群落的产生了深刻影响。经过数十年发展,国际上盐沼植物群落学研究的热点领域主要包括盐沼植物群落与其他生物群落的相互关系、植物群落在盐沼生态系统过程中的作用等。在全球变化背景下,盐沼植物群落对气候变化与海平面升高也日益成为盐沼植物群落学相关的热点。