植物-土壤微生物反馈在草地演替过程中的作用机制

植物-土壤反馈影响生态系统结构、功能及过程,推动植物群落组成的变化,对解释植物群落的演替进程和方向、维持植物群落多样性和稳定性有着重要意义,已成为近年生物学和生态学研究热点。植物-土壤微生物反馈是植物-土壤反馈的重要组成部分。重点综述植物-土壤微生物反馈在植物群落演替过程中的作用机制,简要指出目前研究中存在的不足,并对未来研究中值得重点关注的科学问题进行了探讨与展望。

水稻化感品种根区土壤微生物群落反馈对伴生稗草的影响

在分析水稻化感品种、非化感品种和稗草根区土壤微生物群落结构差异的基础上,采用土壤接种的植物-土壤反馈研究方法,探讨水稻化感品种、非化感品种和稗草根区土壤微生物群落对水稻和伴生稗草的反馈影响,以期揭示植物-土壤反馈在化感特性不同水稻品种与稗草种间关系中的作用。稗草根区土壤总磷脂脂肪酸(PLFA)含量以及细菌、真菌和放线菌PLFA含量均显著高于水稻化感品种根区土壤。对根区土壤PLFA的主成分分析表明,水稻化感品种、非化感品种和稗草根际土壤微生物群落结构明显不同。单种条件下,化感水稻品种根区土壤接种物处理稗草生物量高于非化感水稻品种根区土壤接种物处理,但添加根分泌物后,化感水稻品种根区土壤接种物处理稗草生物量低于非化感水稻品种根区土壤接种物处理,添加根分泌物影响了不同土壤接种物对稗草生长的反馈作用。水稻和稗草混种条件下,化感水稻品种根区土壤接种物处理稗草生物量显著低于稗草根区土壤接种物处理,化感水稻品种根区土壤接种物增强了水稻化感品种对稗草的抑制作用,调节不利于稗草生长的负反馈;非化感水稻品种根区土壤接种物处理稗草生物量显著高于稗草根区土壤接种物处理,非化感水稻品种根区土壤接种物调节有利于稗草生长的正反馈。无论是单种还是混种条件下,稗草根区土壤接种物和水稻根区土壤接种物对化感水稻品种生物量影响差异均不显著,但稗草根区土壤接种物显著降低了混种条件下非化感水稻品种的生物量,调节不利于非化感水稻品种生长的负反馈。可见,水稻化感品种根区土壤微生物群落调节不利于伴生稗草生长的负反馈过程,提高了水稻化感品种对稗草的竞争力。

外来植物紫茎泽兰的入侵机理与控制策略研究进展

为了解析外来恶性杂草紫茎泽兰在中国的入侵扩张机制和控制策略,从其种群形成与扩张的生态适应性及遗传分化特性、对本地植物的竞争替代和可持续控制技术基础3个方面进行了集中研究.对紫茎泽兰的主要研究进展为:(1)入侵中国的紫茎泽兰在核DNA水平上具有丰富的遗传多样性,形成了不同的地理种群,不同环境条件下的隔离是导致遗传分化的主要原因,地理距离和海拔是影响种群间基因交流的重要因素;(2)不同地理种群的紫茎泽兰在自然形态结构上表现出较明显的可塑性,其耐旱、耐高温和/或耐低温能力也呈现出明显差异;(3)紫茎泽兰热激蛋白在调节低温胁迫应答和表型变化方面起重要作用,从而拓宽了紫茎泽兰对不同温度幅度生境的适应能力;(4)化感作用是紫茎泽兰种群竞争扩张的一个重要成因,分离鉴定出3种主效化感物质;(5)证实了紫茎泽兰可通过改变入侵地土壤微生物群落结构,创造对自身生长有利的土壤环境,从而形成"自我促进式"的入侵机制;(6)采用植物替代控制和增加植被多样性的生态修复方法,可防止紫茎泽兰的再次入侵,紫茎泽兰的有效控制需要采取综合防治策略.研究结果有助于揭示紫茎泽兰入侵后的适应性、种内种间的互作与竞争关系及群落的抵御功能,对其他外来入侵植物的研究也具有参考价值.