不同生境紫茎泽兰构件生长及其对环境的行为响应

[目的]探究紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)构件生长对不同环境条件变化的响应。[方法]在哀牢山国家级自然保护区南华片区紫茎泽兰入侵的华山松(Pinus armandii)林、落叶阔叶林、林区公路边和林区空旷地等4种生境类型中共设置样方120个,测量紫茎泽兰优势植株构件数据和环境因子分析不同生境紫茎泽兰的生长状况差异性和环境因子差异性,并采用主成分分析和相关性分析研究紫茎泽兰构件生长变量主成分因子和环境变量主成分因子的关系。[结果]不同生境紫茎泽兰优势植株构件生长均差异显著(P0.01)。在华山松林中,紫茎泽兰植株相对弱小,各枝级数分配不均,这与华山松林内的弱光照条件、高海拔的气候特征及较大的草本层盖度密切相关。林区空旷地和林区公路边的植株各枝级的分枝密度和分枝强度均较其他2种生境的大,且各枝级数分配较均匀,这与生境的强光照条件有关。落叶阔叶林中的紫茎泽兰植株粗壮茂盛,但各枝级数分配不匀,这与该生境较高的土壤肥力和夏季林内光照不足有关。[结论]环境变化是影响紫茎泽兰构件生长的关键,紫茎泽兰构件生长对环境条件变化有不同的响应。建议对保护区不同生境采取不同的管理方式,以防止紫茎泽兰的入侵或降低其入侵的危害。     

不同入侵程度紫茎泽兰群落的根系分布特征

紫茎泽兰是一种世界性恶性入侵杂草,严重威胁入侵地区的自然生态系统和生物多样性.为了明确不同入侵程度紫茎泽兰群落的根系分布特征,本文对紫茎泽兰轻度、中度和重度入侵群落根系进行了系统调查和比较,结果显示:紫茎泽兰的平均根长密度(RLD)值随入侵程度的增加而增大,轻度入侵区域的紫茎泽兰根系主要集中在0～10 cm土壤中,约占总根量的75.9 %,其根系系统发达程度显著低于中度和重度入侵区域,轻度入侵区域的平均根长密度值显著小于中度和重度入侵群落(P<0.01).3种入侵区域的紫茎泽兰根长密度在水平分布上均由内到外逐渐变小,不同根系范围间的根系含量差异显著(P<0.01).在根系的垂直分布上,紫茎泽兰轻度、中度和重度入侵群落的根系均主要集中在0～10 cm深度,在10～20 cm深度轻度入侵群落根系含量显著低于中度和重度入侵群落.     

紫茎泽兰与本地植物群落根际土壤酶活性和土壤肥力的差异

入侵植物对自然生境土壤养分的正反馈作用促进了入侵,一个可能的解释是入侵植物对入侵生境肥力平衡的打破而增加了其对本地植物的竞争能力.本文比较研究了入侵杂草紫茎泽兰和3种本地草本植物群落根际土壤肥力和土壤酶(蛋白酶、脲酶和磷酸酶)的活性,并对上述土壤酶活性和不同土壤肥力之间进行了相关分析.结果表明,紫茎泽兰群落根际土壤全氮、NH4 -N、NO3-N和全钾含量显著比在本地植物群落的高,而其土壤全磷和速效磷的含量显著比在本地植物群落的低,其土壤速效钾含量也较低;紫茎泽兰群落根际土壤蛋白酶、脲酶和磷酸酶的活性显著比在本地植物群落的高;土壤酶活性与全氮、NH4 -N、NO3--N和全钾显著正相关,而与全磷和速效磷显著负相关.与本地植物相比,紫茎泽兰改变了土壤养分的供求平衡,这种改变可能有利于紫茎泽兰的生长竞争和对本地植物生长的抑制,尤其有利于紫茎泽兰在贫瘠生境的入侵成功;不同植物群落根际土壤酶活性差异可能是引起土壤肥力变化的重要驱动因子之一.本文为紫茎泽兰入侵的生态影响和其成功入侵的原因提供了试验证据,为紫茎泽兰入侵生理机制的研究奠定了理论基础.     

紫茎泽兰群落数量特征调查

通过对西南部分地区紫茎泽兰入侵的群落学调查,研究了紫茎泽兰入侵的群落主要数量特征的变化规律.结果表明:紫茎泽兰入侵的群落其物种比较贫乏,最多的物种数量为17种;群落内紫茎泽兰主要数量特征随着物种数量的增加总体表现为下降的趋势,物种数目多的群落内,紫茎泽兰种群的优势度小,相对高度和盖度也比较低;优势度指标与群落多样性指数相关性最强,能反映出该入侵种对群落多样性、均匀性的影响.     

2种本地植物对紫茎泽兰的化感效应

为了探寻紫茎泽兰入侵地伴生植物对紫茎泽兰的化感效应,选取苣荬菜、月月青作为供体,以水浸提模拟植株分解和雨水淋溶2条化感途径,采用生物测定的方法,测定了这2种本地伴生地植物对紫茎泽兰种子萌发及幼苗生长的影响情况.结果表明:低浓度(2.5g/L)苣荬菜、月月青水浸液对紫茎泽兰发芽势、发芽率、死亡率、胚轴生长以及胚根生长的抑制作用不显著且偶有促进效应;浓度在5g/L及以上时,苣荬菜、月月青水浸液在各个指标上普遍表现出抑制作用,且绝大多数情况下具有显著效应;紫茎泽兰胚根发育对苣荬菜、月月青水浸液的化感抑制作用均最为敏感.引入化感作用抑制率及化感效应综合指数进行评价,结果表明月月青水浸液比苣荬荣对紫茎泽兰种子萌发及幼苗生长化感抑制效应更强.苣荬菜和月月青的化感抑制作用对其在紫茎泽兰入侵群落中伴生生存有利,同时也能对紫茎泽兰种子繁殖更新产生一定阻滞作用.     

紫茎泽兰入侵对弃耕荒地植物群落多样性的影响

在四川省德昌县弃耕荒地紫茎泽兰入侵区,开展植物群落的结构、物种组成及其多样性调查,并与紫茎泽兰种群结构特征进行了比较.结果表明:紫茎泽兰轻度发生区植物群落多样性指数年际变化不大,介于0.550 1~0.683 3之间;中度发生区多样性指数年际变化最大,介于0.333 5~0.639 3之间;重度发生区已经形成紫茎泽兰单优群落;轻度发生区紫茎泽兰的生长扩散速度较慢,种群多为零星丛状分布,1 a后密度从3株/m2增至8株/m2,盖度从5%扩大到10%;中度发生区紫茎泽兰密度从32株/m2增至次年的103株/m2,盖度从35%扩散至90%以上;重度发生区域的紫茎泽兰的盖度、密度以及株高等均已达到最大,同期伴生植物极少.     

光和不同打破种子休眠方法对紫茎泽兰种子萌发及幼苗状态的影响

紫茎泽兰是著名的外来入侵植物,作为入侵的第一步,发芽及其幼苗生长应该与其强入侵能力有关.基于此,通过不同光照强度处理和不同打破休眠方法的双因素实验,旨在探讨紫茎泽兰种子是否具有需光萌发特性以及低温、水杨酸、聚乙二醇,硝酸钾等常规打破休眠方法和光照如何共同影响其萌发、幼苗生长等问题.结果表明:在全光照条件下,不同处理的紫茎泽兰种子的萌发率均大于63％,铝箔纸覆盖的遮光条件(0.23％光照)萌发率均大于60％,而在完全黑暗条件下,其萌发率较低(均小于30％),这表明紫茎泽兰种子具有需光萌发的特性.有别于以往对其它植物种子的报道,低温处理、水杨酸处理、聚乙二醇处理和硝酸钾处理不能代替光照打破种子休眠,显示紫茎泽兰种子可能处于一种强迫休眠状态(种子静态).全光照与水杨酸处理、PEG处理对幼苗生长具有交互影响:黑暗下水杨酸处理浓度与幼苗生物量成正相关(P＜0.05),但全光照和加铝箔下不相关(P＞0.05);全光照下PEG处理浓度与根长显著正相关(P＜0.05),而加铝箔和黑暗下不相关(P＞0.05).紫茎泽兰种子需光萌发特征及其幼苗生长特点是人为破坏表土壤、深层土壤种子库地表化导致快速入侵的基础.结果也为通过引入适宜树种造林来控制光照因子对紫茎泽兰进行生态控制提供了理论依据.     

紫茎泽兰入侵地土壤微生物对紫茎泽兰和本地植物的反馈

植物与土壤微生物互作及其反馈影响自然界植物群落的竞争性演替。为了明确土壤微生物在我国恶性入侵植物紫茎泽兰传入定殖后迅速竞争性扩张中的作用,通过接种植物根际微生物（紫茎泽兰和本地植物的根际土壤分别进行灭菌处理、添加杀真菌剂处理和无处理（对照））的盆栽法,比较了土壤微生物对紫茎泽兰和2种本地植物（林泽兰和狗尾草）的生长反馈效应。结果显示,根际土壤微生物对3种植物的生长均产生正反馈,紫茎泽兰、林泽兰和狗尾草在添加杀真菌剂处理或灭菌处理的生物量均比对照显著下降。林泽兰和狗尾草的根系AMF侵染率在对照的紫茎泽兰土壤和本地植物土壤中没有显著差异;但在添加杀真菌剂处理后,林泽兰和狗尾草的根系AMF侵染率在紫茎泽兰土壤中比在本地植物土壤中分别高出8102%和897%,说明紫茎泽兰土壤的真菌具有更强的正反馈作用。磷脂脂肪酸（PLFAs）分析土壤微生物群落多样性和功能微生物丰度的结果显示,入侵植物紫茎泽兰土壤和本地植物土壤的土壤微生物群落存在显著差异。综合推断认为,紫茎泽兰入侵后改变了土壤微生物群落结构,从而产生更有利于自身生长的正反馈,进而进一步促进了竞争性扩张。     

紫茎泽兰入侵对土壤微生物、酶活性及肥力的影响

 【目的】通过比较外来植物紫茎泽兰不同入侵程度样地的土壤微生物、酶活性及肥力变化,以期揭示外来植物入侵对土壤生态的影响机制。【方法】本文采用传统培养的方法研究了紫茎泽兰对入侵地土壤微生物群落的结构变化;比较了入侵对8种土壤肥力因子和3种土壤酶活性的影响。【结果】紫茎泽兰入侵提高了土壤有机质、NO3--N、NH4+-N、有效磷、有效钾和土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶的含量。重度入侵生境中铵态氮含量最高达53.00 mg?kg-1,分别是空白对照土、混生当地植物土和单一当地植物土的14.1、9.9和5.9倍。脲酶含量在重度为2.87,显著高于当地植物区,并为空白区的3.9倍。培养结果表明紫茎泽兰入侵提高了土壤自生固氮菌、氨氧化细菌和真菌的数量。【结论】紫茎泽兰改变了入侵地土壤微生物群落结构和功能,暗示着微生物的改变引起土壤酶活性的改变进而影响了土壤肥力,形成对自身生长有利的微生态环境以利于入侵扩张。     

桂西紫茎泽兰的分布及未来入侵趋势分析

较全面调查了紫茎泽兰在桂西的分布、生境,并对其未来入侵趋势进行分析。结果表明:紫茎泽兰主要分布在红水河谷、右江河谷等地,在百色市的隆林、田林、西林县分布较多且有向桂东、桂东南、桂中、桂北扩展的趋势。     

紫茎泽兰在罗甸县的分布及其防治与利用

紫茎泽兰是对本土植物具有较大危害的入侵物种,在罗甸县已有一定分布,威胁当地农林牧业生产和生态系统安全。为罗甸县紫茎泽兰的治理提供参考,利用罗甸县林业有害生物普查数据,并结合危害度调查与系统点调查,分析紫茎泽兰在罗甸县的分布及危害情况,并介绍相应的防治与利用措施。     

杀真菌剂对入侵植物紫茎泽兰与伴生植物生长的反馈作用

 【目的】通过盆栽控制试验,验证外来植物紫茎泽兰改变的土壤真菌在其入侵过程中的作用,揭示紫茎泽兰入侵的土壤微生物学机制。【方法】通过施加杀真菌剂控制土壤真菌,研究土壤真菌对紫茎泽兰和2种伴生植物的生长,以及对紫茎泽兰与伴生植物竞争互作的影响。【结果】未施加杀真菌剂处理,紫茎泽兰生物量在入侵过的土壤中是当地植物土壤中的1.85倍,而伴生植物在紫茎泽兰入侵过的土壤中生长明显受到了抑制。在入侵土壤中紫茎泽兰与燕麦草共生时,紫茎泽兰的生物量是其单独生长时的1.29倍。施加杀真菌剂的处理,紫茎泽兰和伴生植物单独生长的生物量都比未施加杀真菌剂处理有所增加;紫茎泽兰与伴生植物共生时,杀真菌剂处理明显降低了紫茎泽兰的竞争力。【结论】紫茎泽兰入侵改变的土壤真菌,促进了自身的生长,并增强了紫茎泽兰与伴生植物的竞争力。     

紫茎泽兰种子萌发特性的比较

紫茎泽兰是外来入侵植物之一,尤其在我国西南部,对当地生物多样性破坏较严重,推测其强大入侵力应该与种子的萌发特性有关。以紫茎泽兰种子为研究对象,对搁置不同时间(0、1、2年)的种子、植株不同部位的种子、种子繁殖、茎部繁殖形成植株的有性种子和无性种子,通过种子萌发特性试验比较其发芽势、发芽率、根长、芽长、鲜质量,了解不同来源种子的萌发特性。结果表明:(1)当年(搁置0年)的种子发芽势为71.5%,发芽率最高为81.6%,较搁置1、2年的高,且当年的种子在鲜质量、芽长、根长数值上也较搁置1、2年的大;(2)紫茎泽兰不同节处(植株从上往下被称为第1节、第2节,依次类推)种子的发芽率、鲜质量、芽长、根长差别不大,发芽势略微有一些不同,第2、第3、第4节的发芽势均接近67%,第1、第5节的发芽势接近57%;(3)紫茎泽兰有性生殖植株产生的种子发芽势、发芽率较无性生殖的种子高约8%,根长、芽长长约0.1 cm,鲜质量高约7 mg。由以上结果可知:当年生的紫茎泽兰种子、植株中部的种子、有性生殖形成植株的种子入侵力较强,在通过消灭种子防除紫茎泽兰时,可以重点防除有性生殖产生的植株中部的当年生种子。     

土壤微生物对紫茎泽兰与我国西南当地植物生长的影响

设置土壤灭菌、添加杀真菌剂和对照3种处理,采用盆栽法研究紫茎泽兰群落下土壤微生物对紫茎泽兰和3种我国西南地区当地植物生长的反馈效应。单种和混种均显示,灭菌处理下紫茎泽兰和我国西南当地植物的相对生长率和生物量整体较低,添加杀真菌剂处理紫茎泽兰和我国西南当地植物的相对生长率和生物量整体较高,说明土壤中的微生物类群能促进植物的生长。在对照处理下,与拔毒散混种的紫茎泽兰生物量较小,说明土壤微生物不利于紫茎泽兰对拔毒散的竞争。在添加杀真菌剂处理下,与马唐混种的紫茎泽兰生物量高于其他处理;在对照处理下,混种中马唐生物量显著低于其他处理,说明土壤微生物可促进紫茎泽兰对马唐的竞争。在紫茎泽兰的防治工作中,可考虑将拔毒散选作入侵地的替代植物。     

紫茎泽兰入侵对林分土壤可萌发种子库特征及生物多样性的影响

为了探讨不同程度紫茎泽兰入侵对林地土壤可萌发种子库特征及生物多样性的影响,选择6种不同类型的林地开展了相关研究。采用野外调查植被类型及土壤萌发法进行研究,结果表明:紫茎泽兰的入侵提高了地表物种丰富度,所有样地中共含有31种植物,隶属21个科。各样地中可萌发植物种子量为1 959~37 218粒·m-2,并且主要分布在0~5 cm的土层中,紫茎泽兰的种子量占总量的65.1%,其数量可高达19 833粒·m-2。土壤种子的萌发高峰期主要在前20~40 d,并且双子叶植物居多,占萌发数量的83.3%以上。土壤种子库的物种多样性并不高,与地被植物的相似性较低,无紫茎泽兰入侵的林地也能检测到紫茎泽兰的种子。试验研究表明,紫茎泽兰具有长久性土壤种子库,其种子的数量在土壤种子库中处于绝对优势。     

紫茎泽兰的燃烧火行为特征

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng)是一种外来入侵物种,干枯的紫茎泽兰植株具有较好的易燃性,并且紫茎泽兰植株枯死期正是昆明地区的森林防火期,对森林防火具有重要的影响。在昆明周边的林区内进行外业调查、采集紫茎泽兰样品,并在可控条件的实验室内利用热电偶等测定紫茎泽兰的燃烧火行为特征(包括点燃时间、辐射热、火焰高度和蔓延时间等)。结果表明:(1)垂直燃烧的平均点燃时间、蔓延时间和火焰最大高度都大于水平燃烧(31、1 s;3.50、1.67 min;300、120 cm)。(2)水平燃烧的平均火焰最高温度大于垂直燃烧(761、611℃);(3)水平燃烧和垂直燃烧的平均热辐射没有明显差异。紫茎泽兰水平燃烧和垂直燃烧时的温度高,释放能量大,热辐射强,是地表火垂直转换为树冠火的重要介质,也是地表火水平快速蔓延的通道。紫茎泽兰垂直燃烧的火灾危险性较大,且燃烧后具有较大发生复燃的可能性。应在防火期来临前对紫茎泽兰进行清除,以减少森林火灾发生的频率和强度。     

紫茎泽兰和飞机草入侵对茶园群落中昆虫多样性的影响

【目的】揭示紫茎泽兰和飞机草入侵对茶园昆虫群落结构和功能的影响,为深入研究植物入侵后茶园昆虫群落的演变机制及茶园生态管理措施选择提供科学参考。【方法】采用田间样地调查法,选取紫茎泽兰(Ageratina adenophora)和飞机草(Chromolaena odorata)入侵程度不同(未入侵、轻度入侵和重度入侵)的茶园群落作为研究样地,采用巴氏罐法(陷阱法)和黄板法采集各类型茶园群落地表昆虫,通过计算、比较Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数和Jaccard相似性指数分析紫茎泽兰和飞机草入侵对茶园群落昆虫多样性的影响。【结果】在紫茎泽兰和飞机草不同入侵程度的3种类型茶园群落中共采集到昆虫标本8 033个,隶属于11目37科38种;其中,膜翅目(67.19%)、双翅目(15.25%)、弹尾目(5.39%)和同翅目(4.68%) 4个昆虫类群为优势类群,占昆虫标本总数的92.51%。随着紫茎泽兰和飞机草入侵的加剧,茶园群落中的昆虫种类和所属种的个体数都出现了不同程度的变化;茶园群落间昆虫的Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数以及Pielou均度指数显著降低(P0.05), Simpson优势度指数显著升高(P0.05);茶园群落间昆虫群落物种组成的相似性不断减小。【结论】紫茎泽兰和飞机草入侵对茶园群落昆虫群落结构和功能具有显著影响,使茶园的昆虫群落组成和结构发生改变,茶园群落中的昆虫多样性降低,茶园群落间昆虫群落物种组成的相似性不断减小。     

紫茎泽兰入侵对土壤肥力特征的影响及其动态研究

采用室内分析方法,测定了紫茎泽兰入侵不同年份的种群根际土壤N、P、K养分状况及其季节动态,比较分析了紫茎泽兰入侵对土壤养分影响在其入侵过程中的意义.结果表明,紫茎泽兰的入侵显著提高了根际土壤NH4 -N、NO3——N、全钾和有效钾的含量,降低了土壤全磷和有效磷的含量,而对土壤全氮含量没有明显影响.不同入侵种群根际土壤养分含量随季节变化的趋势为:土壤NH4 -N上升,NO-3-N降低,有效磷和全钾先升后降,而全氮和全磷无明显季节变化,这可能是在年内生长过程中,紫茎泽兰能够通过活化土壤含磷化合物来满足自身生长的需求,对土壤NO3——N和有效钾的吸收利用较多,而对土壤NH4 -N的需求较少所致.紫茎泽兰入侵对根际土壤不同肥力特征的正负影响及其自身的适应特性可能是其能够入侵成功和快速扩张蔓延的生态机制之一;应用不同功能型植物建立生态群落以充分利用土壤养分资源,将在紫茎泽兰的生态控制和其入侵地的生态修复中起到较好的效果.     

不同生境下泽兰实蝇的寄生状况及其影响因素分析

[目的]研究不同生境下泽兰实蝇的寄生状况及其影响因素。[方法]通过对云南大中山地区紫茎泽兰入侵生境中泽兰实蝇的寄生状况抽样调查,分别从环境因素和紫茎泽兰生长状况两方面,分析了影响泽兰实蝇寄生的因素。[结果]不同生境泽兰实蝇的寄生状况有显著差异,其中林区公路和林区空旷地寄生率、虫瘿数和虫瘿内幼虫数最高,显著大于华山松林和落叶阔叶林。乔木层盖度与泽兰实蝇的寄生率、虫瘿数、虫瘿重呈显著负相关,而灌木层盖度与泽兰实蝇的寄生率呈显著正相关。泽兰实蝇寄生率与紫茎泽兰均高和开花率均呈极显著的正相关。[结论]开阔的生境有助于泽兰实蝇的寄生和扩散,林下的光照条件对泽兰实蝇的寄生亦有影响。泽兰实蝇偏好寄生林区公路边和林区空旷地植株较大、分枝较多的植株,泽兰实蝇对花期的植株可能更具有趋性。     

紫茎泽兰入侵与防控现状及生物活性物质研究进展

紫茎泽兰被列入我国首批外来物种之首,它在长期适应各类环境、对抗自然界病虫草害等侵扰过程中逐渐合成了相应的次级代谢产物,一些成分还具有潜在的生物活性,是筛选绿色药物的重要资源.综述了近年来紫茎泽兰在我国的入侵现状、国内外防控技术及其植株内生物活性物质的研究进展,为进一步高效开发利用紫茎泽兰植物资源提供了参考.