气候变暖和物种多样性交互效应对空心莲子草入侵的影响

全球变暖加剧了生物入侵进程,而物种多样性对于入侵物种通常具有阻抗作用,探讨二者交互效应对生物入侵的影响有助于预测入侵态势及制定有效的防治措施。通过在我国N 21°-37°设置59个调查样地,探讨外来入侵植物空心莲子草群落物种多样性与其入侵态势之间的关系;并采用人工构建群落的方式,设置不同温度、物种多样性组合两种因子,研究增温及本土植物多样性对空心莲子草入侵的影响。结果表明:1)样地群落的Shannon-Wiener多样性指数介于0~2.434,空心莲子草入侵盖度(P<0.001)、分枝数(P=0.022)随多样性上升而显著降低,纬度以及纬度×物种多样性交互效应对其入侵态势没有产生显著影响;2)增温导致构建群落中空心莲子草的高度(P=0.004)、最大茎长(P=0.002)以及马唐、苦苣菜和牛筋草3种本土植物的高度(P=0.038)均显著下降,物种多样性上升导致空心莲子草高度、无性分株数、分枝数和最大茎长均显著下降(P<0.001),增温×物种多样性交互效应导致空心莲子草分枝数在“入侵单种”处理中显著升高(P=0.035),而增温×物种属性交互效应显著降低了构建群落中苦苣菜的最大茎长(P<0.001);3)增温并未显著影响空心莲子草及本土植物生物量,物种多样性增加显著削弱了空心莲子草的生物量(P<0.001),但显著提高了其根冠比(P=0.014),即空心莲子草以相对储存更多地下资源的方式应对种间竞争。综上可知,较高水平的物种多样性有助于抵制空心莲子草的入侵,但增温可能会削弱本土物种的抗性;气候变暖背景下应更加重视保护本土植物多样性,以遏制空心莲子草入侵蔓延。     

空心莲子草入侵对豫南草本植物群落多样性及稳定性的影响

为探讨空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)入侵对豫南草本植物群落的影响,在河南省信阳市境内设置20个入侵样地和20个对照样地,运用数理统计及数量生态学方法研究了入侵、对照群落物种结构特征的差异,以及空心莲子草形态特征、生物量与群落物种多样性和稳定性的耦合关系,以期为入侵防治及本土生物多样性保护提供依据。结果显示,1)对照群落的4个α-物种多样性指数及其物种DCA排序均匀程度均高于入侵群落。2)随着空心莲子草入侵盖度的增加,Shannon-Wiener指数(R2=0.569,P=0.001)和Simpson指数(R2=0.749,P 0.001)呈现"先上升后下降"的趋势。3)Simpson指数、Shannon-Wiener指数及Pielou指数与空心莲子草生物量之间呈显著的负向拟合关系。4)入侵群落稳定性随空心莲子草相对高度的增加而上升、随空心莲子草根冠比及Pielou指数的增加而下降。研究表明,空心莲子草入侵显著削弱豫南草本物种多样性并导致本土植物群落稳定性遭受破坏,应制定合理的防治措施以遏制其入侵蔓延。     

喜旱莲子草对不同生境植物群落多样性的影响

为了测定外来入侵植物——喜旱莲子草对其他物种的影响,采用样方法对喜旱莲子草的不同生境内植物群落进行了调查,测定了其伴生植物的种类、数量和盖度,检测了喜旱莲子草的植株茎长、分枝数、叶长、叶宽、节间距等形态指标,分析了该入侵植物在不同生境中的重要值和群落多样性。结果表明,1)在湿生环境中,喜旱莲子草的生长状态较好,植株的茎长、叶面积和节间距等均与其他生境中的植株呈显著性差异;但是,在人为干扰较强生境中(农田、路边)的植株叶面积和节间距明显较其他生境中的相应指标减小或者缩短。2)当喜旱莲子草的重要值超过一定值(60.96%)时,群落内植物的多样性指数呈下降趋势,表明喜旱莲子草的入侵影响了群落内植物种类的丰富度,即当该入侵植物形成一定的优势时,将导致群落内其他物种的减少甚至消失。     

空心莲子草入侵对乡土植物群落组成及植物多样性的影响

系统研究了空心莲子草Alternanthera philoxeroides入侵对江西省上饶市郊区乡土植物群落物种种类组成及物种多样性的影响。选取20个有空心莲子草入侵的样方,并在与之相距5 m处选取等面积的没有或有很少空心莲子草植株的20个样方作为对照,应用Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Alatalo均匀度指数分析了空心莲子草入侵乡土植物群落的多样性变化格局。结果表明：1）所有样方中共计出现59种植物,隶属于29科,在试验样方中出现的物种数量和种类都低于在对照样方中出现的物种数量和种类。2）试验样方和对照样方的物种重要值分布存在较大的差异,表明在空心莲子草入侵的胁迫下,群落物种格局发生了变化。3）分析了空心莲子草重要值与多样性指数、均匀度指数的关系。当空心莲子草重要值小于29.7时,乡土植物多样性指数和均匀度指数都随空心莲子草重要值的增加而增加,而空心莲子草重要值大于29.7时,各项指数都随重要值的增加而减小,当空心莲子草重要值大于64.3时,各项指数急剧下降。表明空心莲子草的入侵可影响乡土植物群落物种多样性,并产生正向影响和负向影响,当空心莲子草入侵量达到一定的阈值,将导致乡土植物多样性下降。     

增温对喜旱莲子草入侵和竞争力的影响

随着全球气候的变暖,外来入侵植物对温度的升高可能会做出积极的响应,其危害程度也随之增加,因此需要采取积极有效的措施对其进行控制。本研究以入侵植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象,黑麦草(Lolium perenne)和白三叶(Trifolium repens)为其竞争对象(替代植物)进行单种、纯种和混种试验并配合增温处理,探讨喜旱莲子草对增温和竞争的响应以及黑麦草和白三叶作为喜旱莲子草替代物种的可能性,以期为气候变暖条件下喜旱莲子草的入侵趋势和生物替代提供理论依据。结果表明:1)增温条件下,喜旱莲子草通过提高叶片和茎对光能的获取,将更多的生物量分配在地上部分。同时,增温还加剧了喜旱莲子草与黑麦草和白三叶的种间竞争强度。这些响应表明温度的增加会增强喜旱莲子草的入侵。2)种间竞争抑制了喜旱莲子草的生长,但随着竞争密度的增大,抑制作用没有显著变化(P 0.05)。黑麦草和白三叶都对喜旱莲子草的生长有明显的抑制作用,通过对不同竞争条件下喜旱莲子草相对产量的分析,发现黑麦草的抑制作用相较于白三叶更加显著(P 0.05)。3)增温促进了黑麦草的生长,但增温时种间竞争对黑麦草生长有抑制作用,不增温条件下的种间竞争对黑麦草无显著抑制作用(P0.05)。增温对白三叶无明显促进作用(P 0.05),且其生长受种间竞争抑制较大。增温条件下种间竞争使得喜旱莲子草、黑麦草和白三叶的地上生物量分别降低89.5%、55.8%和82.5%,故黑麦草更适宜作为竞争植物对喜旱莲子草进行替代控制。     

外来植物空心莲子草入侵人工草坪中种群特征变化研究

外来入侵植物不仅是造成生物多样性下降的主要原因之一,而且也对农田生态系统、渔业生产和景观等造成一定的危害,有些外来入侵植物已经成为一些地区的恶性杂草,空心莲子草就是一个典型的例子。通过对不同栽培年限人工麦冬草坪的取样调查,分析了外来植物空心莲子草种群部分特征在不同入侵阶段中的变化趋势。发现随着入侵时间的延伸,空心莲子草种群密度、个体分枝数量、盖度和植物量都表现出一定的变化规律。这与空心莲子草本身的生物学特征有关,也与人为活动的影响有着密切关系。在某种程度上,人为活动为空心莲子草的扩散创造了一定条件,因此,在人工铲除空心莲子草时特别应避免由于人为活动而造成该植物的扩散。     

喜旱莲子草入侵对三峡库区重庆主城河岸带植物多样性的影响

为评估入侵物种喜旱莲子草对城市河岸带物种组成和多样性的影响,采用样方法在三峡库区重庆主城河岸带对47个样点进行群落调查。结果显示:1)干流河岸带Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数显著低于支流河岸带,但干流河岸带Pielou均匀度指数显著高于支流河岸带,Simpson多样性指数在干流和支流河岸带之间差异不显著。2)随着喜旱莲子草入侵强度逐渐增大,干、支流河岸带Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数以及Pielou均匀度指数均先升高后降低,且支流河岸带喜旱莲子草入侵阈值低于干流,而支流Patrick丰富度指数显著下降,但干流无显著变化。3)影响干流河岸带物种多样性的主要土壤因子为有机质、硝态氮和全氮;影响支流河岸带物种多样性的主要土壤因子为含水量、全氮和速效磷。4)喜旱莲子草的入侵在干流河岸带受速效钾、有机质和全氮影响较大,在支流河岸带受速效磷、速效钾和全氮影响较大。研究表明,喜旱莲子草更容易入侵土壤养分含量高的生境;其轻度入侵可促进城市河岸带物种多样性,中、重度入侵会降低河岸带物种多样性,尤其是支流河岸带,因此,建议加强对该入侵物种...     

甘肃马先蒿入侵对巴音布鲁克草原植物群落特征的影响

入侵性物种常通过竞争排斥群落中其他物种,改变入侵地群落的物种组成和结构,破坏生态系统的稳定性。甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)在巴音布鲁克草原快速蔓延,对当地生态系统造成威胁,是典型的入侵性植物。本研究以入侵性植物甘肃马先蒿群落为研究对象,调查4个入侵程度(未入侵、低度入侵、中度入侵、高度入侵)的甘肃马先蒿群落物种组成和群落特征,分析不同入侵程度下群落的物种多样性差异。结果表明：1)甘肃马先蒿3种入侵群落中均记录了30种维管植物,未入侵群落共记录27种维管植物,3种入侵群落与未入侵群落相比均多3种植物,但多的3种植物在入侵群落中并不相同。2)甘肃马先蒿入侵降低了群落中二裂委陵菜(Potentilla bifurca)、拉普兰棘豆(Oxytropis lapponica)、紫花针茅(Stipa purpurea)、洽草(Koeleria litvinowii)、火绒草(Leontopodium leontopodioides)的重要值;禾本科的密度在群落中的比例随入侵程度的增加呈先上升后下降趋势,豆科与禾本科密度和盖度在中度和高度入侵群落中的比例显著降低(P &...     

外来入侵物种已对我国生态安全产生重大威胁

2013年9月26日,由农业部科技教育司主办,中国农学会、湖南省农业厅和岳阳市人民政府联合承办的外来入侵生物水花生(空心莲子草)现场灭除活动在湖南岳阳举行,旨在通过对水花生进行集中灭除,进一步提高全社会对外来入侵物种的防范意识。农业部农业生态与资源保护总站副站长高尚宾指出,我国现已成为世界上遭受外来生物入侵危害最严重的国家之一,总体     

不同入侵程度喜旱莲子草化学计量特征及其与共存种银花苋的比较

外来种入侵使入侵地物种多样性水平下降、生态系统稳定遭到破坏.通过测定不同入侵程度的喜旱莲子草根茎叶以及土壤C、N、P含量及其化学计量比,探查喜旱莲子草各器官化学元素含量及比率的变化;同时,对喜旱莲子草与共存种银花苋化学计量特征进行比较,以揭示喜旱莲子草的营养策略及其成功入侵机制.结果表明:1)随喜旱莲子草的入侵,其生境...     

增温对荒漠草原不同退化程度草地恢复初期影响的研究

为探讨增温对短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原不同退化程度草地恢复初期的影响,本研究以天然草地为对照,在不同退化程度的自然恢复草地上设置增温处理。增温一年后,在2021年8月测定增温处理下天然草地和不同退化程度草地恢复初期植物的高度、密度和生物量,并计算重要值和植物多样性指数。结果表明：增温降低了天然草地和轻度退化草地的物种数;增温和退化的交互作用极显著降低群落地上生物量和C₃植物生物量(P<0.01),增温显著增加了天然草地的地上生物量,显著降低了重度退化草地的地上生物量(P<0.05);增温和退化的交互作用对物种多样性无显著影响,但增温增加了天然草地的群落多样性,降低了退化草地的群落多样性;增温增强了不同退化程度草地物种多样性与地上生物量和不同功能群生物量的相关性。综上所述,在未来全球持续变暖的趋势下,退化草地的初期恢复将变得更加困难。     

增温和增氮对荒漠草原土壤可培养真菌群落结构和多样性的影响

为了探讨气候变化对荒漠草原土壤真菌群落结构和多样性的影响,进而更有效地管理草原,在内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原进行远红外线辐射器模拟增温和人工施肥模拟增氮试验。经过6年的连续模拟试验后,采用稀释平板涂布法结合18SrRNA分子鉴定技术,对试验地土壤可培养真菌群落的组成和多样性进行分析。结果表明,1)从内蒙古短花针茅荒漠草原土壤中共分离获得17个属的可培养真菌;2)模拟增氮不增温、增温增氮处理均使可培养真菌的菌落数显著增加(P0.05),分别由不增氮不增温的菌落数6.70×105 CFU·g~(-1)升高到1.45×106和1.92×106 CFU·g~(-1),但二者间差异不显著(P0.05);3)增氮不增温、增温增氮处理的群落组成和优势属发生了改变,在增氮不增温处理中的优势菌属为镰刀菌属(Fusarium)、交链孢霉属(Alternaria)和假裸囊菌属(Pseudogymnoascus);增温增氮处理的优势菌属为青霉属(Penicillium)和曲霉属(Aspergillus)、镰刀菌属、交链孢霉属和Chromocleista;4)与其它两个处理相比,增氮不增温处理显著提高了荒漠草原可培养真菌的物种丰富度、均匀度和多样性。增温增氮对群落内物种丰富度、均匀度和多样性均没有显著影响。     

黑龙江松嫩草地植物群落物种多样性与植物碳储量的关系

采用样方法对黑龙江松嫩草地开展植物群落调查,以探知黑龙江松嫩草地不同植物群落物种多样性和植物碳储量的变化及其相互关系。结果表明：(1)不同植物群落的物种多样性差异显著,羊草+寸草苔群落和羊草+杂类草群落的物种多样性显著高于其他群落,而星星草群落和碱蓬群落的物种多样性显著低于其他群落。(2)不同植物群落地上部分碳储量、地下部分碳储量和植物群落碳储量都有显著差异,野古草群落碳储量高达753g C/m²,而羊草+杂类草群落碳储量显著低于其他群落,仅为125g C/m²。(3)不同植物群落碳储量与物种多样性指数表现出显著线性正相关或负相关。虎尾草群落地上部分碳储量与Patrick丰富度指数呈显著线性正相关,羊草群落、星星草群落、虎尾草群落、牛鞭草群落和野古草群落地上部分碳储量和植物群落碳储量均与Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数表现出显著或极显著线性负相关。在黑龙江松嫩草地轻度退化显著提高了物种多样性指数,而重度和极度退化显著降低了物种多样性指数;植物群落物种多样性与植物群落碳储量主要表现为负相关...     

去除优势种后高寒针茅化草甸群落对增温增雨及其协同作用的响应

2015年6~8月在青海省海北州高寒针茅化草甸草原进行了模拟气候变化及去除优势种紫花针茅(Stipapurpurea)野外控制试验。通过设置增温2℃,增加降雨量20%,研究植物优势种丧失后气候因素对物种多样性和群落稳定性的影响。结果表明:去除紫花针茅后,增温,增雨及两者的交互作用对植物高度、盖度及地上生物量均没有显著影响;增温处理下Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数均与对照差异显著(P0.05),说明增温可以提高植物群落的丰富度和均匀度,增雨处理下3个多样性指数均为最高值;去除优势植物紫花针茅后,植物物种数与植物盖度,植物盖度及优势度指数均呈显著正相关。     

松嫩草甸草原植物群落物种组成和多样性对刈割和长期放牧的响应

为明晰不同利用方式对松嫩草甸草原不同植物群落物种组成和多样性的影响,本研究通过对松嫩平原西部地带性植被草甸草原在刈割和长期放牧利用下两种典型群落-羊草(Leymus chinensis)群落和野古草(Arundinella hirta)群落的调查与分析,探究了两种利用方式对群落植物物种组成、重要值、生活型、数量特征及多样性等指标的影响。结果表明：刈割和长期放牧下羊草群落物种数为18种和21种,禾本科植物占比最高,分别为33.3%和45.45%;野古草群落物种数分别为39种和32种,禾本科植物占比为23.1%和21.9%。长期放牧增加羊草群落地面芽植物和野古草群落一年生植物占比,降低野古草群落地面芽植物占比。两种利用方式下两个群落饲用价值类型均以优良牧草的种类最多,占比分别为58.76%(刈割羊草群落)、53.33%(长期放牧羊草群落)、46.56%(刈割野古草群落)和46.63%(长期放牧野古草群落)。长期放牧显著降低了两个植物群落的盖度、高度和生物量(P <0.05)。与刈割相比,长期放牧下植物群落的Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数均呈增加趋势。...     

阿巴嘎旗典型草原植物物种多样性与地上生物量的关系

植物物种多样性与地上生物量的关系是近年来生态学的研究热点和前沿问题。通过在内蒙古阿巴嘎旗典型草原[针茅(Stipa capillata)+光穗冰草(Agropyron cristatum)群丛、针茅+赖草(Leymus secalinus)群丛、针茅+多根葱(Allium polyrhizum)群丛和赖草-木地肤(Prostrate summer-cypress)群丛]开展植被特征调查,旨在进一步探讨研究区域草原群落植物物种多样性与地上生物量的关系。结果表明:在该研究区域中,地上总生物量高低表现为针茅+多根葱群丛针茅+赖草群丛赖草-木地肤群丛针茅+光穗冰草群丛;凋落物量高低表现为针茅+赖草群丛针茅+多根葱群丛针茅+光穗冰草群丛赖草-木地肤群丛;草原群落生活型以多年生草本为主,其地上生物量在4个群丛间差异显著(P0.05),且在同一群丛中显著(P0.05)高于其他生活型;草原群落功能群以禾本科为主,其地上生物量在4个群丛间差异显著(P0.05),且在同一群丛中显著(P0.05)高于其他功能群;物种丰富度及群落多样性指数与草原群落地上生物量、凋落物量、生活型中绝对优势生物量和功能群中各生物量均呈显著(P0.05)的负二次函数关系。     

内蒙古外来入侵物种及其对草原的影响

生物入侵严重威胁着内蒙古草原的生物多样性和生态安全。目前,内蒙古地区乃至于全国对外来物种只重引进、疏于管理,导致外来物种逃逸到自然环境中,造成潜在的环境灾害。本研究据文献查阅以及中国外来入侵物种数据库信息,整理分析内蒙古境内分布的外来入侵物种的种类、来源地、侵入途径及对草原的危害状况,并对内蒙古草原应对外来物种入侵提出了相应的防控措施。根据统计,外来入侵植物中的牛膝菊(Galinsoga parviflora)和光梗蒺藜草(Cenchrus calyculatus)已表现出蔓延趋势,其他物种有待进一步的调查。     

高寒草甸地上净初级生产力、物种多样性及土壤因子的关系

为揭示高寒草甸地上净初级生产力与物种多样性指数及土壤因子的关系,通过样方法分析了高寒嵩草草甸物种多样性、地上植物量及土壤养分。结果表明,群落多样性指数(H)与地上植物量呈极显著负相关(P≤0.01),土壤速效氮、速效钾与地上植物量呈显著负相关(P≤0.05),土壤全氮、土壤速效氮、土壤有机质、土壤速效钾与H呈显著正相关(P≤0.05)。主成分分析表明,不同样地差异来源主要是土壤全氮、土壤全钾、土壤有机质、土壤速效氮、土壤速效磷及土壤速效钾,贡献度为49.76%,高于多样性指数的贡献度。这些结果表明,物种多样性指数和土壤养分相互作用,共同影响高寒草甸群落的变化。     

放牧强度对环青海湖高寒草原群落物种多样性和生产力的影响

通过2年的连续放牧试验,采用比较样地法,调查了不同放牧强度对环青海湖高寒草原生物多样性和生产力的影响,并探讨了植物物种多样性与草地生产力之间的关系,为高寒草原的合理利用提供基础资料。结果表明:物种丰富度和多样性指数随放牧强度的增加基本呈单峰变化,即在中度放牧下多样性最高,重度放牧下群落物种丰富度、多样性指数和均匀度指数均表现为最小;群落生产力随放牧强度的增加而降低(P<0.05);莎草科地上生物量差异不显著,禾本科和豆科生产力降低(P<0.05),杂类草生物量有增加趋势;禾草和豆科比例减小,莎草和杂类草比例增加;草地生产力与Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数呈显著的单峰函数关系(R²=0.910, P=20.027; R²=0.953, P=20.010),结合Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数才能更好地反映维持草地生产力水平的多样性指标。放牧强度是影响群落物种多样性和生产力及其关系的重要因素。     

1981-2005年松嫩平原羊草草地植被生态对比分析

对比2次不同时间相同地点的植被调查,从植物分布区型、物种重要值、频度和物种多样性等方面入手分析了松嫩平原羊草草甸的时间尺度变化。结果表明,现群落有植物92种,隶属28科71属,与原群落相比减少1科5属18种。分属14个分布区型,其中东北分布区型为后增类型。群落上层以羊草和芦苇占优势,中层和下层分别以虎尾草和蔓委陵菜占优势,在植被划分上属羊草-虎尾草-蔓委陵菜群丛。频度分析则显示目前群落频度分布为A>B>C>D=E→0,暗示群落均匀程度增加。在物种多样性变化上,优势群落羊草群落物种多样性降低,而杂类草和盐生种类群落多样性增加。综上表明,本区植被的变化主要是种类减少,外来成分入侵,优势群落多样性降低,杂类草和盐生种类群落地位上升,群落有可能进一步发生退化,向次生植被演替,而这种退化主要是气候变化及人类不合理活动所致。