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.     

混种非洲狗尾草对紫茎泽兰表型特征的影响

紫茎泽兰是我国最具入侵性的外来杂草之一,现已在西南大部分地区造成危害。研究了紫茎泽兰和非洲狗尾草在重度、中度和轻度3个不同入侵程度的土壤和未入侵土壤中单种和混合种植时的表型特征差异。结果表明,混合种植时非洲狗尾草的长势明显强于紫茎泽兰,混种非洲狗尾草可明显降低紫茎泽兰的生长势。混种区的紫茎泽兰株高、节间距、节数、单株叶片数、绿叶率、叶绿素含量和根长均小于单种区,其中株高、节间距和叶绿素含量差异达到显著水平(P0.05);非洲狗尾草对紫茎泽兰生长的抑制作用随其密度的增加而增强,在非洲狗尾草植株数量3倍于紫茎泽兰时抑制效果最大,紫茎泽兰株高只有其单种的1/3,节间距只有单种的1/2,叶绿素含量不足单种的1/2。对不同入侵类型土壤中的替代效果进行比较研究表明,在相同种植比例下,随着入侵程度的增加,非洲狗尾草对紫茎泽兰的抑制作用呈现逐渐减弱的趋势。在紫茎泽兰与非洲狗尾草等比种植时,重度入侵土壤中的紫茎泽兰节间距和单株叶片数与轻度和中度入侵土壤中的紫茎泽兰节间距和单株叶片数差异达显著水平(P0.05),在轻度入侵土壤中开展紫茎泽兰的牧草替代控制效果最为显著。     

百喜草对紫茎泽兰的生物替代控制作用

明确百喜草对紫茎泽兰的生物替代控制作用,通过在紫茎泽兰重度、中度和轻度3个不同入侵迹地种植百喜草,分析百喜草对紫茎泽兰生长的影响.结果表明:在紫茎泽兰入侵迹地混种百喜草,紫茎泽兰株高、节间距、节数、单株叶片数、根长、单株生物量均小于相应的未混种区,混种区与未混种区间的紫茎泽兰的株高、节间距、单株生物量差异达到显著水平(...     

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。     

紫茎泽兰入侵对生物多样性及土壤养分的影响

研究了不同强度紫茎泽兰入侵(重度入侵,HI;中度入侵,MI;轻度入侵,LI;未入侵,CK)对入侵地生物多样性及土壤养分的影响.结果表明,紫茎泽兰改变了土壤结构并且降低了入侵地生物多样性,土壤容重和pH随紫茎泽兰入侵强度的增加表现为降低趋势,土壤含水量、电导率和总孔隙度表现为增加趋势,除了土壤全磷以外,土壤其他养分和微生物量也呈相应的增加趋势,均表现为HI＞MI＞LI＞CK,表明了紫茎泽兰入侵显著提高了土壤养分和微生物量,其中土壤有效养分对于茎泽兰入侵较为敏感;在紫茎泽兰入侵条件下土壤养分和微生物量呈现出季节同步变化规律,具体表现为冬季＞秋季＞夏季＞春季,表明紫茎泽兰入侵对土壤养分及微生物量的影响与其生长节律有关.相关性分析结果表明,紫茎泽兰入侵条件下生物多样性和土壤养分与微生物量呈显著的相关性,它们作为相互作用和影响的有机整体表现出统一性和同步性.     

紫茎泽兰入侵对生物多样性及土壤养分的影响

研究了不同强度紫茎泽兰入侵（重度入侵,HI;中度入侵,MI;轻度入侵,LI;未入侵,CK）对入侵地生物多样性及土壤养分的影响。结果表明,紫茎泽兰改变了土壤结构并且降低了入侵地生物多样性,土壤容重和pH 随紫茎泽兰入侵强度的增加表现为降低趋势,土壤含水量、电导率和总孔隙度表现为增加趋势,除了土壤全磷以外,土壤其他养分和微生物量也呈相应的增加趋势,均表现为HI>MI>LI>CK,表明了紫茎泽兰入侵显著提高了土壤养分和微生物量,其中土壤有效养分对于茎泽兰入侵较为敏感;在紫茎泽兰入侵条件下土壤养分和微生物量呈现出季节同步变化规律,具体表现为冬季>秋季>夏季>春季,表明紫茎泽兰入侵对土壤养分及微生物量的影响与其生长节律有关。相关性分析结果表明,紫茎泽兰入侵条件下生物多样性和土壤养分与微生物量呈显著的相关性,们作为相互作用和影响的有机整体表现出统一性和同步性。     

土壤水分胁迫对冬小麦根系分布规律的影响

开展土壤水分控制试验,设置水分充分(CK,65%~75%田间持水量)、轻度干旱(T_1,50%~60%田间持水量)、中度干旱(T_2,40%~50%田间持水量)、重度干旱(T_3,30%~40%田间持水量)4种处理,并在关键生育期测定各处理下的冬小麦总根质量密度、根质量密度、根长密度,以研究土壤水分胁迫对冬小麦根系分布规律的影响。结果表明:土壤含水量显著影响冬小麦根系生长与分布。各处理均表现出0~10 cm土层的总根质量密度较多,根质量密度、根长密度较大。冬小麦总根质量密度、根质量密度和根长密度均以T_1处理最高,即T_1处理最适合小麦根系的生长。根长密度与土层深度为负相关,其中在灌浆期,CK、T_1、T_2和T_3的根长密度与土层深度的负相关系数分别为0.88、0.66、0.72、0.82。研究表明轻度干旱对冬小麦根系生长最合适。     

辽南地区越橘根系分布特征

调查了7a生越橘在辽南地区棕壤条件下根系分布特征。结果表明:(1)5个越橘品种根幅为50～70cm,水平分布主要在0～50cm范围内;(2)根系生物量以高丛越橘、半高丛越橘较大,矮丛越橘较小;不同径级根系生物量占总生物量的比例以1～3mm的根系最大,其次为≤1mm的根系,≥3mm的根系所占比例较小;(3)康维尔、北村和斯卫克的根长密度较大,北陆和美登较小;不同径级根系根长密度占总根长密度的比例≤1mm根系最大,其次为1～3mm的根系,≥3mm的根系所占比例较小;(4)5个越橘品种根系生物量和根长密度垂直分布深度在30～40cm以内,主要分布在0～20cm土层中,其中康维尔和北村集中分布在0～10cm土层中,美登集中分布在10～20cm土层中,北陆和斯卫克在0～20cm土层内分布相对较为均匀。     

紫茎泽兰的强光照适应对策

强光照是紫茎泽兰成功入侵必须克服的一道障碍.为了分析紫茎泽兰强光适应对策,选择金沙江水富段一块区域作为调查范围,对紫茎泽兰的空间分布格局及其与周围植物之间的关系进行了调查和分析.结果显示,没有植被等能够遮蔽太阳光照的开阔地中,紫茎泽兰能够萌发,但是幼苗成活率较低,单独分布的成活植株高度较低而分枝较多,且各分枝高度均一性差.一旦形成优势群落,则紫茎泽兰高度较高,且高度较均一,自遮阳效果明显.紫茎泽兰能够利用其他植物形成的遮蔽以避免强光照的不利影响.在稀疏林下、灌丛侧等光照条件较理想的区域,紫茎泽兰可以较容易形成单优群落,之后以密集丛生的方式使各植株相互遮阳,向开阔地蚕食,从而打破光照对其入侵的限制.这一现象说明紫茎泽兰的光照适应能力非常强,能够根据被入侵群落的具体环境,迅速调整自身的光合特性.     

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。     

Vertical Distribution and Seasonal Dynamics of Fine Root Parameters for Apple Trees of Different Ages on the Loess Plateau of China

The vertical distribution pattern and seasonal dynamics of fine root parameters for the apple trees of different ages （3, 10, 15, and 20 years old） on the Loess Plateau of China were studied. Soil coring method was used to determine the vertical distribution and seasonal dynamics of fine roots at different root radial distances （1.0, 1.5, and 2.0 m from the main tree trunk）. The fine root biomass density （FRD）, fine root length density （RLD）, and specific root length （SRL）, as well as soil water content and soil temperature were also measured. The FRD and RLD for the 10, 15, and 20 years old trees reached peak values in the 20-30 cm soil layer. For the 3 years old tree, the highest FRD and RLD were observed in the 10-20 cm soil layer. The FRD and RLD decreased with increased soil depth from the 10-20 or 20-30 cm soil layer for all age apple trees. The SRL declined with the increase of tree age. The FRD at the 1.0 m radial distance from the main tree trunk was higher than that at other radial distances in the 3 and 10 years old orchard. However, in the 15 and 20 years old orchards, especially the 20 years old orchard, the FRD at the 2.0 m radial distance was nearly equal to or higher than that at the 1.0 and 1.5 m radial distances. For all the root radiuses or the tree ages, the FRD, RLD, and SRL were the highest in spring and the lowest in autumn. The age of an apple tree does not affect the vertical distribution pattern but the biomass of fine roots and the SRL. Radial distance affects the root horizontal distribution of 3 and 10 years old trees but the 15 and 20 years old trees. Additionally, effects of soil temperature and soil moisture on fine root distribution or seasonal dynamics are not significant.     

外来入侵杂草紫茎泽兰的分布与区域减灾策略

外来生物入侵对经济、生态和社会安全均具有重要影响,目前已成为全球生物多样性最为严重的威胁之一。原产于中美洲墨西哥的紫茎泽兰是一种入侵性很强的世界性恶性杂草。综述了紫茎泽兰在我国的发生分布情况,结合项目组多年的系统调查与研究进展,提出了包括人工防治、化学防治、生物防治及替代控制等措施在内的区域减灾策略。     

限域供应NO3-对玉米根系形态及其吸收的影响

用 PVC管进行土柱栽培试验 ,研究了限域供应 NO- 3 对玉米根重、根系密度大小和分布的影响及玉米根系形态对 NO- 3 吸收的影响 ,并讨论了限域供应 NO- 3 与侧根萌发、伸长的关系。结果表明 ,土表下灌施 NO- 3能促进根系在土壤中下层的分布 ,显著增加根系密度及其在土壤中层的分布 ;根系密度与 NO- 3 吸收量关系密切 ,相关系数 (R2 )为 0 .95 0 6。限域供应 NO- 3 能够刺激侧根萌发伸长和增加根系密度。     

转Bt基因107杨根系分布特征

以2个转BtCry1Ac基因107杨株系及其未转基因对照为材料,研究转Bt基因107杨的根系分布特征。结果表明：1)垂直方向上,2个转基因株系与CK的总根系及各径级根长密度、表面积密度、体积密度以及生物量密度上均随土层深度的增加而显著降低,在0～30 cm土层中,根长密度、根表面积密度、根体积密度及生物量密度均达到最大值,且显著高于其他土层;2)水平方向0～150 cm, 2个转基因株系与CK的总根表面积密度、总生物量密度随着距树干水平距离的增加呈现出先减小后增大的趋势;不同径级根系表面积密度、根长密度在距树干0～30 cm处达到最大值;3)2个转基因株系总根长密度、根表面积密度、根体积密度和生物量密度均小于对照,对照与转基因株系存在显著性差异,而2个转基因株系间无显著性差异;4)3个株系在根系分布中均以细根为主,且转基因株系细根径级的根长密度、根表面积密度表现为对照大于转基因株系且存在显著性差异,对照和转基因株系中根与粗根根长密度、根表面积密度无显著性差异。     

苣卖菜芽根在土壤耕层中分布的研究

对苣卖菜芽根在土壤耕层中的分布以及土壤耕作对其的影响进行了调查分析，发现首荬莱芽根在小麦田和玉米田９０％以上分布于０～１０ｃｍ耕层内，而大豆田苣荬莱芽根分布相对较深，８０％左右分布于０～１０ｃｍ耕层．土壤耕作次数增多，芽根变短，但对根量分布的影响小麦田和大豆田表现不同，小麦田只翻地处理，０～１０ｃｍ土层内根量显著减少，进一步耙地虽有回升，但也不及原茬，而大豆田翻地之后０～１０ｃｍ耕层根量超过原茬，而进一步把地后又降低至原茬之下．     

紫茎泽兰不同部位化感作用研究

为了研究入侵性杂草——紫茎泽兰(Ageratina adenophora)对三叶草、黑麦草的化感作用。对紫茎泽兰地上部及地下部淋溶物、根部分泌物的化感活性进行了研究。研究结果发现:三叶草、黑麦草种子萌发和幼苗生长在0.005 gDW/mL浸提液浓度下即表现出显著或极显著抑制作用,且化感作用大小随组分浓度增加而增加;相同浓度下紫茎泽兰地上部分水浸提液的化感作用明显强于其地下部分水浸液的化感作用;浸提液对受体植物种子萌发中根的抑制作用明显强于对芽的影响。地上部自然枯落物水浸液对受体植物化感测定的结果显示,当浓度达到0.01~0.05 gDW/mL及以上时,三叶草、黑麦草的发芽率、发芽速度指数、根长、芽长及鲜重等各指标在处理与对照间产生显著性差异。紫茎泽兰根系分泌物的二氯甲烷提取物在10 gFW/mL浓度下,对三叶草、黑麦草种子萌发及幼苗生长均表现出化感抑制作用。     

非洲狗尾草与紫茎泽兰的竞争效应

 【目的】明确非洲狗尾草与紫茎泽兰种间竞争关系,探索紫茎泽兰替代控制和其入侵地生态修复的途径和策略。【方法】采用野外生态学的试验方法,建立不同密度的非洲狗尾草和紫茎泽兰单种与混种种群小区,定量分析其相对生长速率和竞争能力。【结果】非洲狗尾草单株生物量、相对产量（RY）和竞争平衡指数（CB）均显著高于紫茎泽兰对应指标,竞争效应参数相对产量总和（RYT）显著小于1;随着各处理种群密度的增大,上述关系愈加明显。在混种处理20、45和175株/m2密度条件下,紫茎泽兰单株总生物量比其在单种处理对应密度条件下的单株生物量分别降低了33.0%、38.5%和70.1%,而非洲狗尾草单株生物量在各密度间无显著变化。在混种处理条件下,非洲狗尾草生物量根茎比显著小于在单种处理其根茎比,而紫茎泽兰其根茎比显著大于在单种处理其根茎比。【结论】非洲狗尾草与紫茎泽兰之间呈现很强的竞争作用,非洲狗尾草地上部分相对竞争力比紫茎泽兰强。在较高密度的生长模式下,两物种混种群落经过长期的竞争演替,紫茎泽兰可能会被非洲狗尾草成功取代。     

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。     

黑河源流区旱柳根系分布特征研究

在位于黑河源流区的肃南裕固族自治县境内选择旱柳利用根钻1/4样圆法取样,采用根系密度分析项目区旱柳根系的空间分布。结果表明,0～200 cm垂直剖面上,旱柳细根系(d≤2 mm)根系密度随土层深度的增加总体呈衰减趋势。0～60 cm土层细根根密度较大,在60～80 cm土层细根根系密度分布较为稳定。旱柳粗根根系密度在剖面随土层深度的增加呈"增-减-增-减"的趋势变化,40～80和120～180 cm土层为旱柳粗根根系密度分布的高密度区。距树干50、100、150、200 cm处,旱柳细根生物量占总根系生物量的比例分别为32.97%、27.01%、21.98%、18.05%,粗根生物量占总根系生物量的比例分别为51.35%、33.16%、6.96%、8.53%。垂直方向上,旱柳细根生物量均随土层深度的增加呈显著的负指数衰减。粗根生物量垂直分布基本相似,随着水平距离的增加,高密度区所占比重依次减小。水平方向上,旱柳根系生物量随距树干距离的增加而减小。