模拟氮沉降对鬼针草及其近缘本地植物的影响

【目的】理解氮素增加对入侵植物与近缘共存本地植物生长和竞争的影响,可为预测全球氮沉降背景下入侵植物的风险评价和本地植物的保护提供依据。【方法】为模拟氮沉降,设置对照(无氮添加)、低氮(1 g·m^(-2)·a^(-1))和高氮(5 g·m^(-2)·a^(-1))添加3种处理,将入侵植物鬼针草及其近缘共存的本地植物金盏银盘分别单种和混种,比较它们在各处理下的生长(株高、分枝数和生物量等)和竞争[相对优势度指数(RDI)与相对互作强度指数(RII)]情况。【结果】无论有无竞争,高氮添加均显著增加鬼针草的生物量,降低其根冠比;无竞争时,高氮添加还显著增加其株高和分枝数。但高氮添加仅显著增加金盏银盘无竞争时的生物量。在所有氮处理下,鬼针草的RDI和RII均显著大于金盏银盘。高氮添加显著增加鬼针草的RDI,但其RII在所有氮处理间无显著差异;高氮添加显著降低金盏银盘的RDI和RII。【结论】高氮更利于鬼针草的生长,其在所有氮素处理下均有较强的竞争力和竞争耐受性,且高氮处理下竞争力更强。因此,全球氮沉降增加会加剧鬼针草对近缘本地植物的竞争抑制和入侵风险。

广西外来入侵植物的现状及研究进展

外来入侵植物威胁生物多样性,造成巨大的生态和经济损失。近10多年来,广西新归化植物和外来入侵植物种类日益增多,分布范围不断扩大,对广西生物多样性和生态安全的影响日益严重。本文介绍了广西外来入侵植物发生的原因、基本特点、发展趋势、对生物多样性和农林牧渔各产业等的影响以及各专家学者对广西外来入侵植物的研究进展,探讨了广西外来入侵植物防控存在的问题和挑战,并提出了一些基本的防控措施建议,为更好地实施国家近年来发布的《中华人民共和国生物安全法》等提供基本依据。

桂西南石漠化区不同微地形中茶条木种子和幼苗的数量特征

为探讨微地形(Microtopography)对茶条木(Delavaya toxocarpa)种子和幼苗分布格局的影响,采用样方法对广西平果市龙何喀斯特生态重建示范区茶条木群落中不同微地形的茶条木种子密度、种子存活率、幼苗密度和幼苗年龄结构等进行研究。结果表明:茶条木群落中的微地形有石面、小平地、石沟、石窝和石缝等5种,各微地形的茶条木平均种子密度、平均种子存活率和平均幼苗密度分别为4.97-212.28粒/m^(2)、35.7%-76.5%和0.09-44.85株/m^(2),石面的平均种子密度和平均幼苗密度显著小于其他4种微地形(P<0.05),平均种子存活率显著小于小平地、石沟和石窝;茶条木1年生、2年生和3年生以上的幼苗占比分别为84.44%-100.00%、0.00%-15.38%和0.00%-2.22%,3年生以上幼苗的总存活率不足1.0%。综上,在桂西南石漠化山区茶条木群落中,茶条木的种子密度、种子存活率和幼苗密度等受微地形的影响明显,多年生幼苗存活率低,林下更新能力差,其群落管理可采取冠层疏枝和林隙除杂等措施改善微环境,促进幼苗生长和种群更新。

入侵植物薇甘菊在广西的分布与危害

通过普查的方式,全面了解了薇甘菊在广西的分布、危害和防治状况。结果表明:薇甘菊在广西主要分布在东南部的玉林市、陆川县、博白县、北流市和容县,面积约582.61 hm2,并有向中部、南部地区,甚至整个广西地区扩散的趋势;薇甘菊在广西主要危害农田、果园、人工林、次生林等地方;在防治方面,目前广西主要采取人工和化学防治的方法防治薇甘菊,生物防治技术尚未开始实施。针对薇甘菊在广西的实际状况,应采取加强宣传力度,及时调查监测,选择人工、喷施化学药剂等适合的方法进行防除,开展生物防治方面的研究等措施,有效地控制薇甘菊的扩散和危害。

光照和温度对飞机草种子萌发的影响

通过在人工培养箱内模拟环境条件,探讨了不同光照和变温对飞机草种子萌发的影响。结果表明:在有光照状况下,飞机草种子在15℃/10℃～40℃/35℃条件下均能萌发,飞机草种子萌发的最适变温为30℃/25℃,萌发率达47.5%;而黑暗条件下,飞机草种子在15℃/10℃时不能萌发;在20℃/15℃～35℃/30℃范围内,温度越高,飞机草种子萌发高峰的出现时间越早;在15℃/10℃～30℃/25℃范围内,飞机草种子的萌发率随温度的升高而升高,超过30℃/25℃后,萌发率下降,而适当的光照有利于飞机草种子的萌发。飞机草成为入侵种并迅速扩散与其种子萌发对光照和温度的适应性密切相关。

广西新记录入侵植物

报道了广西3种新记录入侵植物,它们分别是巴西含羞草(Mimosa diplotricha C.)、直立婆婆纳(Veronica arvensis L.)和大狼把草(Bidens frondosa L.),并提供了这3种植物的特征描述和形态图。凭证标本存放于广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所标本馆(IBK)。

入侵植物银胶菊对氮、磷营养的响应

研究入侵植物银胶菊在不同氮、磷营养水平下的形态、生长和生物量分配。结果表明:1在一定氮水平范围内,根生物量比(RMR)随氮的增加而降低,总生物量、叶生物量比(LMR)、相对生长速率(RGR)、叶面积指数(LAI)、总叶面积(TLA)、叶面积比(LAR)等随氮养分水平的增加而增加,与对照相比,有显著差异。2在磷养分处理下,吸收器官的生物量分配不随磷水平的升高而变化;但LMR、LAR、TLA随磷水平的增加而升高;适量的磷水平使GRG增加;总生物量、LAI等在各磷水平下无明显变化。3银胶菊对氮的可塑性反应高于对磷的可塑性反应。

不同光照和温度下白花鬼针草和金盏银盘种子萌发研究

通过在人工培养箱内模拟环境条件,探讨了不同光照和温度对白花鬼针草和金盏银盘种子萌发的影响,结果表明:光照和温度不是白花鬼针草种子萌发的必要条件,白花鬼针草种子萌发的温度适应范围比金盏银盘宽,在15℃/10℃、20℃/15℃、25℃/20℃、30℃/25℃、35℃/30℃、40℃/35℃下均能萌发,在15℃/10℃、20℃/15℃、25℃/20℃、30℃/25℃时萌发率均达94%左右,金盏银盘种子在40℃/35℃时不能萌发;温度影响白花鬼针草和金盏银盘种子萌发高峰的出现时间及峰值大小,而光照不影响。

入侵植物薇甘菊入侵广西壮族自治区的风险评估

薇甘菊(Mikania micrantha H.B.K.)是世界上最具危害性的恶性杂草之一,目前在广西壮族自治区的东南部已发现薇甘菊的分布,并产生了严重的危害。根据薇甘菊生物学特性、潜在风险性及管理控制的难度等,评估其在广西壮族自治区的传播、定植、扩散的风险性,分析其潜在危害,并初步建立薇甘菊入侵广西壮族自治区的风险评估体系。根据评估体系对薇甘菊的综合评价结果可知,薇甘菊传入广西壮族自治区的总风险值为83.5分(满分100分),属于入侵风险极高的入侵植物。

广西平果县岩溶石山飞机草种群的生殖配置研究

对广西岩溶石山3个典型群落——飞机草优势群落(优势群落)、黄荆条-飞机草混合群落(混合群落)和类芦-蔓生莠竹群落(伴生群落)中飞机草种群的生殖配置进行了研究。结果表明:(1)3个群落中飞机草的营养构件(根、茎和叶)生物量占总生物量的百分比均达90%以上,在构件生物量分配比率方面表现出基本一致的规律,即茎>根>叶>花果;(2)3个群落中飞机草的生殖配置平均为6.1%。优势群落中飞机草的生殖配置与伴生群落有显著差异(P=0.009),而混合群落中飞机草的生殖配置与优势群落和伴生群落均无显著差异;(3)3个群落中飞机草的生殖配置与株高均存在显著的正相关关系,而与分枝数和总生物量相关性不显著。

养分对入侵植物大狼耙草和近缘本地植物狼耙草竞争的影响

为探讨大狼耙草的入侵特性,采用盆栽试验,研究了不同养分条件对入侵植物大狼耙草(Bidens frondosa L.)和近缘本地植物狼耙草(B.tripartita L.)竞争的影响。结果表明,大狼耙草的竞争响应随着养分的增加而降低,而本地种狼耙草的竞争响应随着养分的增加而升高,低养分下大狼耙草的竞争响应大于狼耙草的竞争响应,高养分下则相反。低养分下,竞争显著降低大狼耙草的生长,而高养分下,竞争显著降低本地植物狼耙草的生长,说明了养分的增加提高了入侵植物大狼耙草的竞争能力,同时降低了本地植物狼耙草的竞争能力。人类活动使生境中的养分增加,会提高大狼耙草对狼耙草的竞争能力,促进其入侵。

广西岩溶石山飞机草种群的繁殖特征

对广西岩溶石山3个典型群落(飞机草优势群落、黄荆条-飞机草混合群落和类芦-蔓生莠竹群落)中飞机草(Eupatorium odoratum)种群的繁殖特征进行了研究。结果表明:3个群落中飞机草的头状花序数为520～3281个m-2;种子产量为12941～74386粒m-2;头状花序的平均种子数为22～25粒;种子千粒重为0.17～0.19 g。混合群落中飞机草的单株头状花序数和种子产量与伴生群落的差异显著,而飞机草优势群落与这两个群落无显著差异。单株飞机草的种子产量与株高、生物量呈正相关;单位面积的种子产量与开花植株数、头状花序数呈正相关,而与盖度的相关性较小。飞机草在干旱贫瘠的岩溶石山的3个群落中均能够产生大量轻的种子,具有强大的繁殖能力,表现出较强的入侵性,并能根据环境的变化而选择相应的繁殖策略,最大限度的适应环境。

紫茎泽兰在不同群落中的生长与繁殖特征

为探讨不同生境条件下紫茎泽兰的生态对策,采用样方法对广西野外4个不同群落中紫茎泽兰的生长和繁殖特征进行调查研究。结果表明,野外不同群落之间紫茎泽兰的生长与繁殖特征大多存在显著差异,除株高外,其他参数都是开阔地最高,白栎黄檀混交林最低。不同群落之间紫茎泽兰的地上生物量以及繁殖分配存在显著差异,开阔地和桉树林中紫茎泽兰的地上生物量显著大于其他2个群落;开阔地中紫茎泽兰繁殖分配最大,显著大于其他群落。群落的郁闭度与紫茎泽兰的各生长和繁殖参数都呈极显著负相关关系,说明群落郁闭度影响紫茎泽兰的生长与繁殖。紫茎泽兰能根据不同的环境变化选择不同的适应对策,说明紫茎泽兰具有很强的适应能力,容易入侵到各个生境中。郁闭度较高的群落对紫茎泽兰有较好的控制作用,因而进行群落改造、增加群落的郁闭度,能有效地控制紫茎泽兰。

养分增加提高大狼耙草入侵种群的生长和竞争能力

为了探讨大狼耙草的入侵风险,该文通过同质种植园实验,研究了不同养分水平下大狼耙草河北、江苏、江西和广西4个入侵种群在单种和各种群与近缘本地植物金盏银盘混种时的生长和竞争响应。结果表明:(1)单种时4个种群的株高、分枝数和总生物量在高养分下显著高于低养分下,繁殖比在低养分下显著高于高养分下(江苏种群除外);混种时4个种群各生长参数的竞争响应在高养分下小于低养分下的。(2)各养分下,广西和江西种群的株高和总生物量显著高于河北种群,广西种群的分枝数最多[低、中和高养分下分别为(12±0.86)、(16.83±0.95)和(21.83±1.14)];河北种群的繁殖比在低养分[(47.33±3.29)%]和高养分[(25.74±2.82)%]下最高,且显著高于同养分下的广西种群[低养分为(30.92±1.78)%和高养分为(19.77±1.22)%]。中养分下,河北种群总生物量的竞争响应(-0.51±0.04)显著大于广西种群(-0.35±0.06),繁殖生物量的竞争响应(-0.46±0.03)也显著大于广西种群(-0.28±0.07)。综上表明,高养分提高大狼耙草的生长和竞争能力,生长和竞争能力在种群间有差异,养分增加和入侵种群间基因流可能会潜在地提高大狼耙草的入侵风险,该研究结果有助于预测入侵植物的入侵风险。

钻形紫菀开花期种群构件的生物量分配

在野外用样方法,选取60株钻形紫菀(Aster subulatus Michx.)开花植株,进行根、茎、叶及花等构件的生物量及其物质分配关系的研究。结果表明:钻形紫菀开花期构件生物量为茎>花>根>叶,其变异系数分别为57.15%、64.66%、57.65%和55.2%,具有较大表型可塑性;在各构件物质分配变异系数中,花生物量分配的变异系数相对较大,说明其调节生殖分配的能力较强;植株高度与各构件生物量呈显著的正相关性,随着各构件生物量的增加均呈幂函数形式增加;花生物量分配与总生物量呈显著的正相关性,其余构件生物量分配均与总生物量及花生物量分配呈负相关性,物质分配由营养构件、支持构件、光合构件向生殖构件转移。反映出钻形紫菀具有自我调节生长力的分配策略,对异质环境具有较强适应能力。

外来入侵植物银胶菊水提物对三叶鬼针草和茶条木种子萌发的化感作用

以伴生草本植物三叶鬼针草和能源木本植物茶条木为受试植物,初步研究了外来入侵植物银胶菊根、茎、花水浸提液对二者种子萌发的化感效应。根据发芽率、化感效应敏感指数、发芽速率可以看出,银胶菊不同部位的浸提液在不同浓度下对三叶鬼针草的种子萌发的影响力不同;而对茶条木种子萌发无明显的作用。为选择适宜植物,生物替代防治银胶菊提供依据。

入侵植物银胶菊在不同生境下表型可塑性和构件生物量

研究了入侵植物银胶菊在4种不同小生境间花果期形态特征变化和构件生物量特征。结果显示:在植株密度小但土壤肥沃的小生境中,植株各形态指标如茎长、茎直径和花序直径等都明显高于其它小生境,在生物量结构特征上则表现为总生物量和花果生物量所占比例的升高。随着植株密度的增加以及土壤肥力下降,上述各形态指标都发生了较明显的变化,生物量投资也进行了优化配置,银胶菊表现出了较高的形态可塑性。银胶菊与觅光和竞争相关的几个指标如叶和根的比例都增加,但用于生殖构件的比例却减少了。相关分析显示,银胶菊花果期各构件生物量与高度成正相关,与密度为负相关,并受环境因素的制约。表明,较高的形态可塑性和较强的生殖配置策略可能是银胶菊成功入侵我国的重要特征。

外来入侵植物小飞蓬种群构件生物量结构特征

小飞蓬是我国分布最广的外来入侵物种之一,通过样方调查,从构件水平研究了小飞蓬各构件的结构特征及其生物量间的关系模型,并进行了定量分析。结果表明小飞蓬各构件生物量间的关系表现为茎>叶>根>花;各构件生物量在个体生物量中所占比率也表现为茎>叶>根>花;小飞蓬根、茎、叶生物量与植株高度及各构件生物量间均呈正相关关系。

岩溶区土著植物黄荆条和红背山麻杆水浸提液对入侵植物飞机草萌发的影响

黄荆条和红背山麻杆是广西岩溶地区常见的土著植物,在这两种土著植物较多的群落中,飞机草的入侵受到影响。本文通过分析发芽率、发芽速率和化感效应敏感指数等指标,研究了黄荆条和红背山麻杆的根、茎、叶三个部位不同浓度的水提液对飞机草种子萌发的影响,以检验这两种土著植物是否对飞机草具有化感作用。结果表明,与对照相比,红背山麻杆各部位不同浓度的水提液以及黄荆条的根、茎不同浓度的水提液对飞机草种子萌发有微弱的影响,整体表现出低促高抑的现象;但黄荆条的叶原液对飞机草种子萌发抑制作用显著,在黄荆条叶原液处理下,飞机草发芽率仅为对照的20.75%,化感效应敏感指数为-3.8191。从生态效益和经济效益考虑,黄荆条可作为岩溶地区生物替代防治飞机草的优选植物。

光强对三叶鬼针草生长特征的影响

利用温室盆栽试验,研究了不同光强100%、40%、20%和5%下三叶鬼针草营养生长期和繁殖期的生长特征。结果表明:中度遮荫有利于三叶鬼针草支持结构的生长和营养期的物质积累,重度遮荫下仍能生长良好。在两个生长时期,相对生长速率(RGR)、净同化速率(NAR)均在100%光强下最大,5%光强下最小;总生物量在营养期和繁殖期分别在40%光强和全光照下最大,在3%光强下最小;株高、总叶面积(TLA)、根生物量比(RMR)、根冠比(R/C)、叶生物量比(LMR)、比叶面积(SLA)、叶面积比(LAR)、平均叶面积比(LARm)在3%光强时均大于全光照下的;支持结构生物量比(SBR)在40%光强、20%光强下大于3%光强和全光照处理。这说明三叶鬼针草在形态、生物量分配及生长特性上对光因素具较强的可塑性,这可能是其分布范围广、具有强入侵性的因素之一。