火炬树在北美和中国空间分布差异对比及防范入侵措施

火炬树原产于北美洲东部,引进中国后主要栽培于贫瘠土壤上,用于植树造林和保持水土。然而其入侵性和扩散能力较强,管控不当将会严重破坏侵入地生态系统的多样性。采用了GIS和MaxEnt模型相结合的方法,模拟了火炬树在北美和中国地区的适宜分布区域,分析了主要环境影响因素,并利用ROC曲线验证模型结果的准确度。研究结果表明:火炬树在北美和中国的适宜分布区域都主要集中在30°-40°N气候相对湿润地带;影响MaxEnt模型预测结果的关键环境因子都是气候因子;预测模型的AUC值都大于9。但两个地区的部分环境因子的阈值范围存在明显差异,说明在入侵中国后火炬树的气候空间和生态位发生了较大变化,对中国本地的生态系统构成一定威胁。可为防疫监测和林业部门的工作提供参考依据,有助于其制定早期预警和监管措施,从而有效防治中国地区火炬树的入侵和保护生物多样性。

火炬树根蘖幼苗对3种草坪草种子萌发和幼苗生长的化感效应

以白三叶、苇状羊茅和多年生黑麦草3种北方常见草坪草为对象,通过室内砂培试验,研究了火炬树幼苗根、皮和叶的水浸提液在12.5、25.0和50.0 g·L^(-1)浓度下对受体植物种子萌发、幼苗生长以及生理指标的影响。并基于不同指标对应化感效应指数进行主成分分析获取的综合主成分值(F)评价各处理对3种草坪草的综合抑制程度,以期明确火炬树幼苗的潜在化感效应及其作用规律。结果表明:火炬树幼苗对受体植物各类指标的化感效应普遍受到化感物质来源器官、浸提液浓度和受体植物种类,以及上述因素交互作用的显著影响(P<0.05)。其中,火炬树所有器官的浸提液在各浓度下均使白三叶在苗期全部死亡。其根、皮和叶浸提液均显著抑制了苇状羊茅的种子萌发和幼苗生长,但仅后两者的综合抑制程度随浸提液浓度增加持续增强(F值降低1.07~2.77);浓度一致时,火炬树对苇状羊茅的综合抑制程度均为叶和皮>根(F值较后者低0.98~3.23)。火炬树根和皮浸提液对多年生黑麦草的综合抑制程度随浓度增加呈先增后降趋势,叶浸提液的抑制程度则随浓度增加呈持续增强趋势(F值降低1.11),且所有器官浸提液对多年生黑麦草的化感抑制普遍强于其对苇状羊茅的抑制(F值较后者低0.64~2.96);浓度一致时,在12.5和50.0 g·L^(-1)浓度下叶浸提液的综合抑制程度强于其他器官(F值较其他器官低0.44~1.55),而在25.0 g·L^(-1)浓度下皮浸提液的抑制程度最强(F值低0.51~0.69)。综上所述,在火炬树下种植草坪植物时建议优先考虑苇状羊茅而应避免种植白三叶。

火炬树插根育苗及移栽管理技术

自火炬树引入高台县后,经过多年观察和培育,该树种适宜在当地广泛种植,并能在城市园林绿化中形成色彩丰富、立体多层的景观效果,有很高的观赏、实用及药用价值,推广前景好。本文从育苗地整理、育苗方法、主要病虫害类型及防治方法、苗木出圃、移栽培育6个方面总结了火炬树育苗及移栽管理方法,以期为今后火炬树在高台县育苗栽培及管理提供技术参考。

火炬树育苗及造林技术

火炬树是一种观赏性较高的绿化树种,树姿优美,木质坚韧,经济价值高,并且移栽成活率较高,已被广泛应用于园林绿化中。从张掖地区火炬树种植情况入手,分析了该地区火炬树苗木培育方法,提出火炬树造林技术要点,通过苗木培育方法与造林技术,推进火炬树在园林绿化中的推广与应用。

火炬树根水提物和醇提物化感效应的差异

采用不同剂量(0、25、50、75和100 mg)火炬树根水提取物和醇提取物对小白菜种子萌发、幼苗生长及其生理指标的影响,并根据鉴定出的火炬树根中4种化合物(没食子酸、焦性没食子酸、苯甲酸和糠醛)作对比,探讨其化感作用机理。结果表明:火炬树根醇提物对小白菜种子发芽率、萌发速度的抑制作用更显著,水提物对小白菜根的伸长抑制更显著。可溶性蛋白(SP)质量分数随两种提取物剂量的增加而降低,但醇提取物降幅更大;丙二醛(MDA)质量摩尔浓度随两种提取物剂量的升高均先升高后降低,但水提物造成的脂过氧化程度更高;超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性随提取物的增加先升高后降低,醇提物对两种酶活性的促进程度更大。通过4种化合物纯品对小白菜发芽的比较试验发现,没食子酸和焦性没食子酸与水提物的作用相似,糠醛和苯甲酸则与醇提物作用相似。

火炬树对白菜幼苗的化感作用

利用火炬树树叶、果穗、树皮和树根水浸液处理白菜幼苗,探究火炬树水浸液对白菜幼苗生长和光合特性的影响.结果表明:火炬树树叶、果穗、树皮、树根水浸液各水平间白菜幼苗的株高、叶长、叶宽差异极显著(F分别为209.30**、151.52**、15.82**,257.04**、261.83**、17.01**,261.10**、120.00**、9.72**,73.46**、64.60**、6.59**).白菜幼苗株高、叶长、叶宽RI<0,化感抑制作用为树叶>树皮>果穗>树根;树叶、果穗、树皮、树根水浸液各水平间白菜幼苗净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率差异极显著(F分别为8.54**、5.83**、4.91**、4.34**,11.28**、8.01**、18.40**、4.78**,11.55**、17.24**、14.99**,7.09**、12.92**、58.42**、14.94**).白菜幼苗净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率RI<0,化感抑制作用为树叶>果穗>树根>树皮.

不同光照和水分条件对火炬树的生理生态功能的影响

本文以火炬树(Rhus typhina)一年生实生苗为试材,采用温室栽培方式,分别设置2个光照梯度(100%光照、50%光照)和3个水分梯度(75%、50%、25%的田间持水量),研究不同光照和水分条件下火炬树的生理生态学响应机制。结果表明:(1)水分胁迫抑制火炬树生长,100%光照条件下,25%的田间持水量处理的火炬树的株高相对生长速率、基径相对生长速率、冠幅相对生长速率、总生物量、光合氮利用效率较75%田间持水量处理下分别降低63.10%、37.24%、45.44%、46.67%、33.66%,而比叶面积、根冠比、叶片含氮量分别增加22.42%、45.94%、37.74%,另外PSⅡ的最大光化学效率、叶片含水量、净光合速率变化不显著;(2)50%光照处理下,叶片比叶面积、含水量、总叶绿素含量以及叶面氮含量较100%光照处理下增加,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及水分利用效率下降,最大下降幅度为32.87%、40.00%、17.04%和19.05%,其他指标变化不明显。火炬树在受到光照和水分环境变化时,可以通过调整生长和氮元素利用来适应环境的变化,具有较强的适应能力,建议作为干旱较为严重或光照较弱的荒山、荒地绿化。

四种凋落物对入侵植物火炬树种子萌发和幼苗生长的影响

为了解外来入侵树种火炬树对本地树种凋落物的响应,本试验选取黄檗、核桃楸、落叶松、樟子松的凋落物为材料,采用种子萌发试验与温室盆栽试验相结合的方法,设置不同浸出液浓度(0、25 g·L^(-1)和50 g·L^(-1))、不同凋落物添加量(每盆0、25和50 g)处理,研究其对火炬树种子萌发、幼苗生长及叶片叶绿素含量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量、抗氧化酶(SOD、POD)活性的影响。结果表明,植物凋落物种类与添加量对火炬树种子萌发和幼苗生长均产生显著影响。其中,樟子松L+处理(50 g·L^(-1))对火炬树种子发芽抑制效果最强,抑制率达到49.6%;樟子松L处理(每盆25 g)对火炬树幼苗生物量、株高的抑制效果最强,分别较CK降低69.8%、50.3%。相关性分析结果显示,火炬树生物量、株高与叶绿素含量呈极显著正相关,与POD活性呈极显著负相关,株高还与可溶性蛋白含量呈极显著负相关。综上所述,种子萌发阶段凋落物添加量对火炬树的抑制作用比凋落物种类显著,加倍量的凋落物抑制效果更好,而幼苗生长阶段凋落物种类对火炬树的影响更大,以樟子松凋落物处理的抑制效果最好。

金叶火炬树组培体系的构建

【目的】金叶火炬树是常规火炬树的变种,传统的繁殖方式繁殖系数低、生长速度慢,而且原材料数量有限,难以满足现代工厂化生产的需求。该研究旨在探究适宜的组织培养技术,以提高金叶火炬树的繁殖速度和产量。【方法】以当年生金叶火炬树的带芽茎段、带顶芽段和未脱离母体的种子为外植体,选用WPM基本培养基,添加不同激素配比,筛选出最适合金叶火炬树离体快繁组培的培养基。【结果】金叶火炬树茎尖最适初代培养基配方为WPM+2.0%蔗糖+0.7%琼脂+0.1 mg/L NAA+2.0 mg/L 6-BA+1 g/L活性炭,茎段最适初代培养基配方为WPM+2.0%蔗糖+0.7%琼脂+0.1 mg/L NAA+1.5 mg/L 6-BA+1 g/L活性炭。最适增殖培养基配方为WPM+2.0%蔗糖+0.7%琼脂+1 mg/L NAA+0.2 mg/L 6-BA。【结论】成功建立金叶火炬树的组培体系,该体系可以有效地提高金叶火炬树的繁殖速度和产量,缩短育种时间,为规模化生产奠定基础。

火炬树克隆植株生长和生物量特征的研究

通过随机选取样木后进行室内外测定 ,揭示了外来种火炬树水平侧根形态特征、生物量积累格局与克隆繁殖的关系。结果表明 :火炬树克隆子株前端水平侧根直径超过后端水平侧根直径的形态不对称性随树龄而日趋显著 ,随地形起伏变化几乎呈现完全一致形态特征 ;火炬树子株前端水平侧根直径与其地径、冠幅、树高的相关性高于后端水平侧根直径 ;生长于荒山石隙生境 1～ 6a火炬树的生物量分配比例为树冠大于根系 ,单位长度水平侧根生物量却以子株前端水平侧根高于子株后端水平侧根 ,由此形成的生物量冠根复合分配格局成为火炬树克隆繁殖快速占据新生境的营养物质前提。火炬树具有营养物质在水平侧根趋前储备的特征 ,为其快速克隆繁殖准备最小空间间隔的相对充足的营养库。火炬树是一个入侵力正在表达的外来种。

水分胁迫对火炬树幼苗生长和生理特性的影响

以1年生火炬树苗木为试验材料,采用称重控制土壤含水量的方法,设置对照(CK)、轻度水分胁迫(T1)、中度水分胁迫(T2)和重度水分胁迫(T3)4个不同处理组,研究火炬树幼苗的生长和生理特征差异。结果表明:对照组CK火炬树幼苗的株高、基径、生物量积累(叶质量、茎质量和根质量)、主根长度及第一级侧根数量显著高于T2和T3,轻度胁迫(T1)对茎质量和总生物量影响不显著,而显著降低了叶质量和根质量;水分胁迫下,火炬树幼苗Pn和Tr显著降低,抑制了火炬树幼苗生物量积累和火炬树幼苗的根生长,通过提高水分利用效率来提供生长所需要的水分来适应水分胁迫;此外,整个胁迫期间,3个水分胁迫组的脯氨酸含量始终显著高于对照CK,在渗透调节作用中起非常重要的作用;水分胁迫初期导致叶绿素含量增加,提高了水分胁迫的适应能力;由于胁迫初期的抗旱锻炼,胁迫30d后,3个水分胁迫组的MDA含量显著低于对照。胁迫后期水分胁迫导致叶绿素含量降低,同时MDA含量与对照相比又有所增加,但增幅不大,说明伤害程度较小。

北京地区火炬树的萌蘖繁殖扩散

首次通过调查火炬树单株和火炬树林分的萌蘖繁殖扩散状况和小样方方法调查火炬树林下的乔木树种天然更新,了解火炬树对北京主要植被类型:油松人工林、侧柏人工林、刺槐人工林和灌木丛的扩散入侵情况。调查发现:在北京荒山爆破造林示范区,火炬树单株8a来4 5°扇形单方向扩散的最远距离为8.35 m,扩散萌蘖的最多株数达98株。立地条件差,特别是土层薄,裸露的岩石多是影响火炬树扩散能力的主要因素,但没有对火炬树萌蘖株的生长产生重要影响。扩散的群体中地径以小径阶个体占主体,说明火炬树萌蘖能力旺盛。在已有高大乔木的立地,如侧柏人工林和油松人工林,火炬树虽然能扩散进入,但只是伴生下木,很难形成优势群体;乔木林内光照明显影响火炬树的扩散数量和扩散规律;并且发现有10种北京当地乔木树种能在火炬树林下天然下种更新并且正常生长。分析表明火炬树没有对北京当地乔木群落构成威胁。火炬树能扩散进入邻近的灌木丛,并且扩散进入灌木丛的火炬树明显比扩散进乔木林内的火炬树长得高。火炬树的生物学和生态学特性决定了它是良好的荒山造林的先锋树种,不可能成为顶极群落的优势树种。所以火炬树目前对北京山区自然、半自然森林生态系统没有产生入侵危害。

外来植物火炬树(Rhus typhina L.)入侵对不同林型土壤性质的影响

生物入侵在世界范围内广泛发生,严重威胁当地生物多样性和生态系统稳定性。植物与土壤之间的相互作用在决定植物的竞争力以及分布格局中起着重要作用,是影响外来植物入侵力和生态系统可入侵性的一个重要方面。目前,有关研究已成为植被生态学与入侵生态学的研究热点。引自北美的外来植物火炬树(Rhus typhina L.)已成为我国北方主要的入侵木本植物之一。比较了火炬树单优林型、火炬树+刺槐(Robinia pseudoacacia L.)混交林、火炬树+麻栎(Quercus acutissima Carruth.)混交林、火炬树+银白杨(Populus alba L.)混交林4种不同林型的土壤微生物群落结构、土壤酶活性和土壤养分含量特征。结果表明:火炬树单优林土壤细菌、放线菌数量明显高于各混交林型,而真菌数量无显著差异;土壤酶活性方面,火炬树单优林脲酶、过氧化氢酶活性高,土壤磷酸酶活性低;火炬树的入侵显著提高了土壤全碳、全氮、全磷和硝态氮含量,同时明显降低了土壤铵态氮含量。硝态氮含量的增高可能与火炬树入侵造成土壤微生物群落组成变化、土壤硝化速率高有关;而火炬树入侵降低了土壤铵态氮含量,说明该物种可能更易于吸收利用铵态氮。以上研究结果表明,火炬树可以改变土壤生态系统的微生物群落组成和土壤酶活性并影响土壤相关营养元素循环,从而可能使其在与当地植物的竞争中获得优势,为自身的入侵创造有利条件。

山东半岛丘陵生境优势树种凋落物对外来植物火炬树种子萌发和幼苗生长的影响

【目的】认识和了解群落入侵抵抗力形成机制成为当前入侵生态学研究最为关注的热点和核心问题。本文比较山东半岛丘陵生境不同群落优势种对外来植物火炬树的化感抑制效应差异,探讨群落入侵抵抗力形成的化感驱动机制。【方法】采用培养皿滤纸法进行凋落物水浸液种子发芽试验,比较山东半岛丘陵生境常见优势树种麻栎、刺槐、赤松、黑松凋落物对火炬树种子萌发、幼苗生长的化感作用差异;因土壤会影响许多化感物质的转化和存在形态进而影响其活性,进一步设置土壤介质参与的凋落物覆盖盆栽试验,对比研究不同树种凋落物覆盖对火炬树幼苗生物量积累及其分配的影响。【结果】凋落物水浸液种子发芽试验显示,麻栎相比刺槐、赤松、黑松,显著抑制火炬树种子萌发和幼苗生长。凋落物覆盖盆栽试验表明,高凋落物量(每盆50 g)时,麻栎较刺槐、赤松、黑松显著降低了火炬树幼苗的总生物量;低凋落物量(每盆25 g)时仅在麻栎和赤松之间存在显著差异,麻栎较赤松显著抑制了火炬树幼苗总生物量的积累;有麻栎凋落物覆盖时,火炬树幼苗生物量分配呈现叶生物量比降低,根生物量比和根冠比增大的趋势。【结论】麻栎的化感物质可在一定程度上控制火炬树的生长。利用对火炬树具有明显化感抑制作用的本地植物麻栎对其进行生态控制,或者构建高抵抗力植物群落,进而筛选有效化感物质,可能是一条值得尝试的控制火炬树扩散的新途径。研究结果可揭示群落入侵抵抗力形成的化感驱动机制,有助于进一步推动对入侵过程的认识,对外来植物入侵防控具有重要的理论和实践意义。

火炬树雌雄母株克隆生长差异及其光合荧光日变化

火炬树(Rhus typhina Linn.)是兼有雌雄异株和克隆生长特性的外来木本植物。分别探讨火炬树雌雄母株克隆繁殖扩散能力的特点,分析其光合荧光反应的差异。采用CIRAS-2光合仪和FMS-2便携调制式荧光仪,并结合样圆调查法,比较火炬树雌雄母株的克隆分株数量和形态生长指标、光合生理参数的日变化特征,揭示火炬树雌雄异株的资源利用效率和对午间强光缓冲保护能力的雌雄差异。研究结果表明:1)火炬树雄性母株的克隆分株形态生长指标及数量均超过了雌性母株,且雄性母株形成克隆分株的年龄早于雌性母株1a;2)火炬树雄性母株的光能、水分和CO2利用效率和净光合速率均高于雌性母株,此结果为雄性母株克隆生长奠定了较为充足的营养基础;3)在晴天自然光的条件下,火炬树雄性母株未出现光抑制,而雌性母株出现了光抑制现象,非光化学猝灭系数(qN)日变化特征显示雌性母株的热耗散程度较高。因此,火炬树雄性母株的克隆生长力强于雌性母株。

不同立地类型火炬树人工林生物量初步研究

测定了生长在渭北黄土高原6个立地类型上的火炬树平均各器官的含水率和生物量。结果表明,各立地类型火炬树全株平均含水率为500.1～521.7g/kg,根的平均含水率为541.4～585.5g/kg,叶的平均含水率为548.3～591.7g/kg,茎枝的平均含水率最低,为410.2～419.7g/kg;不同立地类型火炬树生物量的排序为:阳坡上部(0.4308t/hm2)>峁顶(0.3195t/hm2)>阳坡下部(0.285t/hm2)>沟底(0.1478t/hm2)>阴坡上部(0.0887t/hm2)>阴坡下部(0.0626t/hm2);茎枝是火炬树生物量的主要组成部分,占全株总生物量的41.48%～60.19%,根占24.05%～37.86%,而叶仅占到13.46%～20.74%;6个立地类型上,火炬树各器官生物量以及全株生物量均表现出显著的差异性。

火炬树果穗水浸提液对小麦种子萌发的化感效应

研究了不同浓度(10%、5%、2.5%和1.7%)的火炬树(Rhus typhina)果穗水浸提液对小麦种子萌发的化感作用。结果表明,火炬树果穗水浸提液对小麦种子的萌发具有强烈的抑制作用。1.7%、2.5%、5%和10%的火炬树果穗水浸提液处理的小麦种子萌发率从对照(蒸馏水处理)的98.9%分别降到81.1%、74.4%、46.7%和26.7%,萌发率、萌发指数和幼苗活力指数均显著低于对照(P<0.05),而且萌发进程延迟。火炬树果穗水浸提液对萌发指数的化感效应最强,对幼苗活力指数的化感效应次之,对萌发速率系数的化感效应最弱。

外来树种火炬树化感作用的研究

以盐肤木和黄栌为参照树种,用火炬树树叶水浸提液、林下土壤水浸提液浸种24 h,研究了浸提液对侧柏、油松、香椿、臭椿、小麦、小白菜种子萌发及幼苗生长的影响,研究了火炬树的化感作用。结果表明:火炬树完整鲜叶水浸提液处理小白菜种子,其发芽率和发芽势分别为88.0%、82.5%,与对照发芽率(94.0%)和发芽势(91.5%)无显著差异,而破碎鲜叶水浸液则极显著影响小白菜的发芽率和发芽势,分别降低为24.8%和5.0%;火炬树完整鲜叶和破碎鲜叶水浸液都能促进小白菜苗高生长,但都抑制小白菜胚根的伸长。与鲜叶相比,火炬树干叶水浸提液的化感作用明显降低。火炬树破碎鲜叶水浸提液极显著影响小麦发芽率,分别比对照的发芽率和发芽势降低11.0%和83.5%,干叶水浸提液则不影响小麦的发芽率,为95.0%,但发芽势比对照降低23.0%。与盐肤木和黄栌相比,火炬树破碎鲜叶水浸提液对小麦幼茎及胚根生长的抑制作用最强。火炬树破碎鲜叶水浸提液对4个乡土树种的种子萌发产生了不同程度的抑制作用,对香椿及臭椿发芽率的抑制作用极显著。火炬树破碎鲜叶水浸提液对4个树种的苗高以及油松苗胚根的伸长没有显著影响,但却极显著地抑制了侧柏、香椿及臭椿胚根的伸长。火炬树林下表层土壤水浸提液对小麦幼苗的生长没有抑制作用,能明极显著促进香椿的生长;处理55 d时,香椿苗平均高为8.63cm,极其显著高于对照(5.14 cm)。

火炬树水浸提液对玉米种子萌发的化感效应

研究了不同浓度(0.10、0.05、0.025g/L)的火炬树(Rhus typhina)凋落叶和宿存果穗水浸提液对玉米种子萌发的化感作用。结果表明:2种器官水浸提液对玉米种子的萌发均具有强烈的抑制效应,不同浓度的水浸提液处理的种子萌发率、萌发指数和幼苗活力指数均显著低于对照,而且萌发进程延迟。凋落叶水浸提液对玉米种子萌发的化感效应强于果穗水浸提液,两者均表现出明显的浓度效应。

太行山低山丘陵区火炬树克隆分株的生长策略

探讨了太行山低山丘陵区次生疏灌草丛火炬树Rhus typhina克隆分株的生长策略。基于邻接小样方调查方法,对农田和疏灌草丛2种生境上火炬树克隆分株异速生长特点进行了研究。研究结果表明:①火炬树分株克隆生长独特,幼期冠幅生长超过树高生长、分株水平侧根前端直径约为后端直径2倍;②火炬树克隆分株冠幅与树高呈现幂函数异速生长规律,而对于前后端水平侧根直径,则以农田的稳定性显著高于疏灌草丛;③火炬树克隆分株数量以农田生境远高于疏灌草丛,前者的火炬树克隆分株密度约为后者的31倍。所以,火炬树克隆分株的生长策略是以枝叶侧向生长快于树高生长,促使火炬树克隆分株快速占据疏灌草丛上层,利于火炬树单优群落的形成并不断向外缘扩散。