入侵植物黄顶菊与3种牧草竞争效应研究

以入侵植物黄顶菊和多年生黑麦草、紫花苜蓿、高丹草3种牧草为试验材料,采用盆栽取代试验方法观察了不同密度及比例条件下4种植物的竞争表现,为黄顶菊生物替代提供理论依据.结果表明:(1)在3种牧草中,高丹草对黄顶菊株高控制效果最为明显,并以苗期效果最好,在低密度比例下对黄顶菊抑制率即可达60.00%;而多年生黑麦草和紫花苜蓿的控制效果较差,在低密度比例下对黄顶菊起不到抑制作用.(2)在高丹草低密度替代组合中,黄顶菊单株生物量、分枝数比对照均明显减少,抑制率分别可达91.40%和44.87%;而多年生黑麦草和紫花苜蓿各密度替代组合中,黄顶菊单株生物量、分枝数与对照相同或大于对照.(3)在各个生育时期,除高密度高丹草替代组合外,其他组合中黄顶菊的相对产量值均极显著小于1.0,生长受明显抑制;而在各替代密度下,多年生黑麦草、紫花苜蓿与黄顶菊竞争替代效果均不明显.研究发现,高丹草的替代效果明显优于多年生黑麦草和紫花苜蓿,可以作为生物替代的材料对黄顶菊进行替代控制,且在植株比为1∶3比例下即可实现理想控制效果.

林窗中植物竞争强度随林窗发育的变化

通过野外移植外来种尾叶桉 (Eucalyptusurophylla)、大叶相思 (Acaciaauriculaeformis)和本地种荷木 (Schimasuperba) 3种幼苗 ,挖沟排除根竞争和砍树创造林窗排除地上竞争的实验 ,来测定林窗形成后植物地下竞争和地上竞争强度的变化以及这些竞争对 3种幼苗生长的影响。在林窗内 ,尾叶桉、大叶相思和荷木受到的地下竞争强度和地上竞争强度均呈现出随林窗年龄的增长而逐渐增大的趋势。外来种尾叶桉和大叶相思受到的地上竞争强度大于本地种荷木受到的地上竞争强度 ,而荷木受到的地下竞争强度大于两种外来种受到的地下竞争强度。在只有地下竞争和地上竞争时 ,这 3种幼苗的相对生长速率均小于没有竞争时 ,这反映了地下竞争和地上竞争对 3种幼苗的生长有抑制性影响 ,而且这种影响在本地种和外来种间存在差异。

农林复合系统植物竞争研究进展

植物竞争是农林复合系统成功和可持续性的主要决定因素。使资源竞争最小化,资源利用最大化,是农林复合系统提高产量和总生产力的核心。本文对农林复合系统中林木-作物间对光、水分和养分的竞争作用、化感作用及与竞争相关的植物特性进行了综述。一般认为,在湿润地区,农林复合系统地上部分对光的竞争可能是系统生产力的主要决定因素;而在温带地区和半干旱热带地区,地下部分对水分的竞争可能限制着系统的生产力。在农林复合系统中,植物对光的竞争能力由叶面积、冠层结构等决定,对土壤水分和养分的竞争能力则取决于植物根系所占据的土壤空间、根系的形态和生理塑性、植物根系在土壤中的时空分布格局等。今后应加强不同区域农林复合系统中不同组分间的竞争作用的比较、竞争过程及生理机理、化感作用、菌根影响植物竞争的作用和机理、地上部分竞争和地下部分竞争的相互作用、全球变化与植物竞争等方面的研究。

大气CO_2浓度上升对植物地下竞争的影响

植物地下竞争是影响农业生态系统和自然生态系统中植物群落结构变化的重要因素,而大气CO2浓度升高直接或间接影响了植物的生长及其地下环境,可能需重新评估植物地下竞争的状况。本文从大气CO2浓度升高对植物根系形态结构、生理吸收能力、根系共生真菌、叶片蒸腾速率的影响以及对地下竞争因子的土壤环境方面的影响,探讨未来CO2浓度升高条件下地下竞争的变化。

竞争⁃耐胁迫⁃杂草型植物对策理论及其应用研究进展

竞争⁃耐胁迫⁃杂草型植物(CSR)对策理论主要研究植物对环境胁迫和干扰的适应性特化。从功能生态学角度讲,CSR理论是通过解释各种功能性状协同变异的主导维度来反映植物的生态对策。而物种所采取的生态对策将决定其在群落中的生态位,并最终会影响生态系统过程与功能。自1974年Grime首次提出CSR对策的概念以来,CSR对策思想就受到了生态学家很大的关注,经过近半个世纪的发展,目前已经形成了比较完整的理论和研究方法体系。试图在回顾CSR理论及其研究方法发展的基础上,阐述其基本内涵,并重点从功能性状变异空间、植物适应性、群落过程和生态系统特性等4个方面概述CSR理论及其分析模型的验证及应用,梳理其最新研究进展。CSR理论已经得到了很多研究的广泛验证并应用于多种尺度上的植物生态学研究,但仍有一些方面值得进一步发展完善,如第四区缺失问题、功能性状变异主轴以外的变异、CSR对策与功能性状种内变异和谱系关系的联系等方面需要深入研究。

入侵植物美洲商陆与3种牧草的竞争效应研究

以美洲商陆(Phytolacca americana)和紫花苜蓿‘吉利’(Medicago sativa‘Ghillie’)、拉巴豆‘润高’(Dolichos lablab‘Rongai’)、甜高粱‘大力士’(Sorghum dochna‘Hunnigreen’)为试验材料,采用复合De Wit取代试验方法,探讨入侵植物与牧草间的竞争效应。结果表明:美洲商陆与3种牧草低密度混种下,其株高与生物量均显著低于单种的美洲商陆;在高密度混种下,美洲商陆与拉巴豆混种时的差异最显著,其株高比单种降低53.52%~81.95%,生物量比单种降低90.22%~98.67%;在美洲商陆与拉巴豆两者的竞争关系中,美洲商陆相对产量(relative yield,RY)值均极显著小于1.0,拉巴豆RY值在中、高密度下均大于1.0,且拉巴豆对美洲商陆的攻击力系数(aggressivity,A)显著大于0,表明两者混种时,拉巴豆的攻击力大于美洲商陆,混种阻碍了美洲商陆的生长,拉巴豆对美洲商陆具有较强的控制潜力。

植物种间的竞争、共存和协同进化

由于与植被的演替、分布、农作物栽培、杂草危害等的密切关系,植物种之间的竞争和共存一直是生态学家感兴趣的问题。究竟是什么原因使得某些植物群落中众多竞争者共存这个问题至今仍没有得到很好的解决。人们把资源生态位分离(resource niche patitioning)、极限相似性(Limiting similarity)和高斯竞争排斥理论(Gause’s competitive exclusion theory)看作是解释竞争和共存现象的重要理论依据,提出了关于相互竞争植物种共存机制的种种解释,本文将这些解释归并为两大类。

竞争条件下植物功能性状的表型可塑性研究进展

植物对多种生态环境因素产生表型可塑性响应,其中,竞争是影响植物表型的重要因素.不同竞争条件下,植物的形态、克隆生长、分配、生理等多类性状均可产生表型可塑性响应,从而改变植物的竞争能力及竞争强度,进而影响竞争结果和种间关系.研究竞争条件下的植物表型可塑性有助于更全面地了解植物的生长策略,阐释植物竞争机理,深入理解植物种间关系和群落构建机理等热点问题.综述竞争条件下植物的表型可塑性研究进展,重点分析植物响应竞争的不同表型可塑性类型及对竞争关系的影响,梳理表型可塑性定量指标的发展过程,提出未来的研究方向.

植物竞争和昆虫取食调节入侵植物对土壤细菌群落和功能的影响

以入侵植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb)、本土近缘种莲子草(Alternanthera sessilis(L.)DC)、生防昆虫莲草直胸跳甲(Agasicles hygrophila(Selman&Vogt))和本地昆虫虾钳菜披龟甲(Cassida piperata(Coleoptera:Cassididae))为研究对象,建立3种植物种植方式(空心莲子草单种、莲子草单种、空心莲子草和莲子草混合种植)和4种昆虫取食类型(无昆虫取食、虾钳菜披龟甲取食、莲草直胸跳甲取食、两种昆虫同时取食),通过高通量测序技术探究植物竞争、昆虫取食以及二者交互作用如何调控入侵植物对土壤细菌群落的影响。结果显示,植物竞争、昆虫取食及其交互作用对土壤细菌群落的物种多样性指数(Observed sub-OTUs)、香农指数(Shannon)、系统发育多样性指数(Phylogenetic diversity)和均匀度指数(Evenness)均无显著影响。表明不论是空心莲子草还是莲子草均不影响土壤细菌的alpha多样性,并且植物竞争和昆虫取食对土壤细菌alpha多样性没有调控作用。但植物竞争显著改变了土壤细菌群落结构,降低了绿弯菌和化能异养型细菌的相对丰度,而增加了酸杆菌的相对丰度。同时,植物竞争与昆虫取食的交互作用可以调控空心莲子草对土壤细菌群落结构、优势门类和功能类群的影响,说明生物胁迫对土壤微生物的群落结构和功能具有调控作用。准确评估外来入侵植物的影响时需要考虑其所入侵生境的生物因素。

三种植物与入侵植物少花蒺藜草的竞争效应

以入侵植物少花蒺藜草和苜蓿、马唐和无芒雀麦3种植物为试验材料,采用盆栽取代试验方法观察了不同密度及比例条件下4种植物的竞争表现,为少花蒺藜草的生物替代治理提供理论依据.结果表明:苜蓿对少花蒺藜草的竞争攻击力为-0.33,其对苗期少花蒺藜草是一个较弱的竞争者.无芒雀麦与少花蒺藜草的竞争力相当,且不存在资源竞争(RYT>1).少花蒺藜草和马唐混种,少花蒺藜草的RY值除4株/盆(比例75%)处理外,其余各RY值均极显著或显著小于1.0,混种马唐可极大抑制少花蒺藜草幼苗生长,降低地上生物量积累;高密度(8株/盆)、马唐比例较高时(50%、75%),其RYT值与1.0无明显差异,表明二者需要相同资源;马唐对少花蒺藜草的竞争攻击力为2.74,即表明马唐相对于少花蒺藜草苗期具有较强竞争力.

植物竞争条件下根际碳循环及微生物功能研究概述

近年来,为从物质代谢角度真实提示植物竞争影响根际碳循环过程的机理,促进对地球生物化学过程的认识,针对植被竞争对土壤碳循环和微生物多样性开展了较多的研究。本文综述了植被演替过程中根际土壤碳素循环及微生物功能群的变化情况,得出:植物竞争通过影响植物生理生态、土壤养分状况及微生物多样性等推动植被演替,并影响碳素的循环过程;稳定性同位素探测技术的广泛应用,使得对植物–土壤–微生物中碳的循环过程有深刻认识,能很好地将根际微生物类群与其功能联系起来,并确立一些积极参与特殊代谢过程的微生物类群。同时还提出了值得进一步研究的问题:将稳定性同位素探测技术应用于根际微生物生态及相应碳循环的研究中,分析碳素循环对不同演替阶段植物竞争的响应规律,明确其中关键的微生物功能群,旨在从物质代谢角度揭示根际碳循环过程的机理,促进对地球生物化学过程的认识。

树木的养护管理存在的问题及措施--以杨树为例

杨树养护管理存在水分管理、营养管理、病虫害防治和生长环境管理等问题。针对这些问题,可以采取一系列改进措施。水分管理方面,应使用现代化监测设备准确测量土壤湿度,使用高效灌溉技术以及调整浇水时间和频率。营养管理方面,应进行土壤肥力测试、制定科学合理的施肥方案、监测养分含量以及添加有机物质,进一步提高养分利用效率。病虫害防治方面,要建立定期巡视和监测机制,选择抗病虫害品种,并注意采取生物防治措施,合理使用化学药剂。生长环境管理方面,要注意光照条件,防寒措施,改善土壤通气性和排水性,合理控制杨树密度。此外,评估养护管理效果可通过考察生长情况和产量质量,以及经济效益评估来进行。

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。

紫花苜蓿与醉马草的竞争效应

研究了紫花苜蓿与醉马草两者之间的种间竞争效应,结果表明,紫花苜蓿的单株生物量、相对产量(RY)和竞争平衡指数(CB)均显著高于醉马草的对应指标,竞争效应参数相对产量总和(RYT)显著小于1;随着各处理种植密度的增大,上述指标愈加明显。在4,8和12株/盆密度条件下,醉马草单株总生物量比其在单种处理时对应密度下的单株生物量分别降低了38.5%,41.4%和56.0%,而紫花苜蓿单株生物量在混种时降低不明显。说明紫花苜蓿对醉马草具有持续的强烈的竞争抑制作用,在长期的竞争演替中,醉马草可能被紫花苜蓿替代。

杂交狼尾草与豚草的竞争效应

豚草(Ambrosia artemisiifolia L.)是我国危害最严重的入侵杂草之一,目前已经在华南地区大面积分布。为了在华南地区寻找豚草的替代植物,本研究在不同种植密度和种植比例条件下进行了杂交狼尾草与豚草的竞争试验。结果表明,在所设置的75.47株/m2(4株/盆)、150.94株/m2(8株/盆)、226.41株/m2(12株/盆)3个密度下,混种时豚草的高度和生物量显著降低。当种植密度为150.94株/m2时,混种豚草的株高降低最大可达49.20%;当种植密度为226.41株/m2时,混种豚草生物量降低最大可达66.89%;不同密度下,杂交狼尾草的相对生物量均显著大于1,而豚草的相对生物量均显著小于1。在3个密度下,杂交狼尾草的竞争平衡指数均显著大于0,且随着密度的增加而增强,杂交狼尾草的竞争力大于豚草的竞争力。

植物–土壤反馈对禾草内生真菌响应

植物–土壤反馈是指植物的生长可以改变土壤的生物和非生物特性;反过来,土壤特性的改变可以影响植物的生长,进而改变植物群落的结构和动态。禾草内生真菌对植物–土壤反馈有重要影响。本文主要总结了Epichlo?属禾草内生真菌对宿主植物根际土壤化学性质、根际微生物、植物竞争力以及对生态适应机制的影响。研究发现,禾草内生真菌的侵染会对土壤营养元素产生影响,致使土壤有机碳、土壤全氮含量发生改变。禾草内生真菌对根际土壤微生物生物量和微生物群落产生作用,致使革氏兰阴性细菌、菌根真菌和球囊霉素等产生不同地变化。禾草内生真菌参与宿主植物的生活史,影响宿主植物的种内种间竞争,对生物群落结构和物种丰富度产生影响。

藏沙蒿与茎直黄芪的竞争效应研究

通过对藏沙蒿和茎直黄芪的相对产量及竞争平衡指数分析,研究两者的竞争效应。结果表明,藏沙蒿的相对产量、竞争平衡系数均显著高于茎直黄芪,并随种植密度增加两者间的差异也逐渐增大。在8株/盆和12株/盆种植条件下,茎直黄芪混种与单种相比单株总生物量降低了16.9%和24.5%且差异显著,而藏沙蒿混种处理单株生物量显著高于单种处理。说明藏沙蒿与茎直黄芪之间存在较强的竞争作用,对茎直黄芪有强烈的抑制,在较高密度的种植条件下,经过长期的竞争演替,茎直黄芪有可能被藏沙蒿取代。

美洲商陆和拉巴豆在不同氮磷肥组合下的竞争效应

以美洲商陆(Phytolacca americana)和拉巴豆(Dolichos lablab)为试验材料,通过室外盆栽试验,研究它们在不同氮磷施肥组合(低氮、高氮、低磷、高磷、低氮低磷、低氮高磷、高氮低磷、高氮高磷)下的竞争效应。结果表明:拉巴豆单种及与美洲商陆混种中,施磷肥和混合施肥均显著提高拉巴豆叶的生物量和总生物量;美洲商陆单种及与拉巴豆混种中,高氮和高氮高磷处理均显著提高美洲商陆的株高、根生物量和总生物量;单种时,高氮高磷肥力处理下美洲商陆叶磷含量、根氮含量和根磷含量显著高于对照;混种时,在高氮高磷肥力处理下美洲商陆叶磷含量、根氮含量和根磷含量显著低于对照;拉巴豆单种及与美洲商陆混种时,拉巴豆叶氮含量、根氮含量均在高氮高磷肥力处理下达到最高,叶氮含量分别为67.17、66.62,根氮含量分别为62.07、66.31 mg/g;美洲商陆与拉巴豆混种时,在所有施肥处理下美洲商陆的相对产量均小于1.0,说明拉巴豆对美洲商陆有明显的种间竞争抑制作用。

‘热研2号’柱花草对不同亲缘植物根系分泌物的生长响应

植物间彼此存在交流行为,可以通过身份识别与亲缘植物进行相互合作与竞争。本试验旨在探究‘热研2号’柱花草(Stylosanthes guianensis‘Reyan No.2’)对不同亲缘植物根系分泌物的识别差异。将‘热研2号’柱花草分别在7种含有不同亲缘关系柱花草根系分泌物的营养液中培养,研究自我、种内近缘亲属、种间远缘亲属根系分泌物对‘热研2号’柱花草幼苗生长状况的影响。结果表明:与自我根系分泌物处理组相比,近亲处理组的侧根数量、总生物量、茎叶生物量和根生物量(鲜重)的平均值均显著增加(P<0.05),其中侧根数量和根生物量平均值增加250.00%和41.85%,而株高、根长和根冠比的平均值无显著差异(P>0.05);远亲处理组的根长、侧根数量、根生物量和根冠比的平均值均显著增加(P<0.05),而株高显著降低10.52%(P<0.05)。近亲和远亲处理组内各种/品种的具体响应结果存在差异。灰色关联分析表明,‘热研2号’柱花草对7种亲缘柱花草根系分泌物生长响应程度的强弱排序为‘有钩’>‘热研24号’>‘细茎’>‘西卡’>‘大叶’>‘热研5号’>‘热研21号’。由此说明亲缘识别是柱花草与其邻近植物竞争和相互作用的重要机制,在生产中将亲缘关系相近的柱花草品种混播(如‘热研2号’、‘热研5号’和‘热研21号’柱花草混播)是发展牧草混播新技术、增加单位面积饲草产量的可能途径。

有毒环境下随机浮游植物系统的动力学行为

研究了一类有毒环境下的随机竞争浮游植物系统。讨论了解的分布密度的长时间行为,研究结果表明,在不同的条件下密度可以收敛到不变密度,也可以弱收敛到奇异测度.