沿海滩涂沟渠堤岸小斑块互花米草治理技术研究

为治理沿海滩涂沟渠堤岸小斑块互花米草,本研究采用12种不同处理方式均取得不错的治理效果。通过不同方式预处理加覆盖黑色塑料薄膜(30丝)和种植本土植物(盐地碱蓬)都取得100%的互花米草控制效果。通过比较优势治理方法的成本,确定处理11(刈割加覆黑色塑料薄膜(30丝))的成本为320元·100m^(-2),同比其他治理方式成本相对较低,是适合沿海滩涂沟渠堤岸小斑块互花米草治理的较适宜的方法。为了保护本土植株生存空间,维护盐城湿地生态多样性,根除外来互花米草入侵,通过沿海滩涂沟渠堤岸小斑块互花米草治理,取得显著效果,该方式可大规模示范推广应用。

互花米草侵入滩涂生态修复路径探索

滨海湿地是近海生物重要栖息繁殖地和鸟类迁徙中转站,具有重要的生态功能,江苏如东湿地是国家重点保护的湿地之一,保护并及时修复受损沿海生态意义重大。本文结合具体项目,探索通过人工割除、维护性疏浚弃土覆盖、良性植被替代相组合的方式,探索修复被互花米草入侵破坏的沿海生态的路径,为沿海生态保护一体化项目提供借鉴。

如东互花米草盐沼中花鲈(Lateolabrax japonicus)仔稚幼鱼的时空分布

互花米草(Spartina alterniflora)的入侵严重影响了盐沼潮滩生态系统的多样性和稳定性。作为中国沿海重要的经济物种,花鲈(Lateolabrax japonicus)是盐沼潮滩生境的常见种。为更好地了解花鲈是否能利用互花米草入侵后的潮滩,2023年3月-2024年2月,针对互花米草入侵后的潮滩内潮沟、光滩、米草盐沼和人工生态低洼塘4种生境开展了连续调查。结果表明,全年共捕获花鲈2 419尾,数量峰值出现在5月,总生物量为18 273.20 g,生物量峰值出现在6月。潮沟和人工生态低洼塘中捕获到的仔稚鱼量相近,但后者的幼鱼单位捕捞努力量渔获量明显低于前者。由此可见,随着花鲈的生长发育,其游泳能力加强,对生境的选择也表现出更高的自主性。在4种生境中,花鲈利用的优先度依次为潮沟>人工生态低洼塘>光滩?米草盐沼,表明互花米草的入侵严重损害了盐沼生境对花鲈早期个体的保育功能,但通过人为营造斑块型鱼类栖息地可部分恢复其这一能力。

5种方法治理盐城滩涂互花米草的效果及对越冬水鸟影响分析

为治理外来入侵物种互花米草,江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区采用5种不同物理处理方法进行治理,通过后期监测发现互花米草治理效果显著。治理区的互花米草活株数、密度、盖度、鲜重和干重均有大幅度下降,分区1(深翻)和分区2(刈割+淡水水淹)治理效果较佳;珍禽候鸟监测发现10月份有220只/10种,11月份有155只/12种,且分区2能够吸引更多珍禽候鸟。为了保护本土植株生存空间、维护盐城湿地生态多样性、根除外来互花米草入侵,保护区互花米草治理效果显著,可大规模示范推广应用。

基于SWOT分析的广西互花米草可持续治理策略研究

互花米草是我国滨海湿地最主要的入侵物种,互花米草治理已成为滨海湿地生态修复的重要工作。以广西为例,运用SWOT分析法,提出了广西互花米草可持续治理具有各级政策支持、研究基础扎实、专业团队具备、治理方向明确等优势,存在治理技术不成熟、信息共享不充分、治理经验不足、科研投入不足等劣势,面临着“优势与劣势并存,机遇与威胁同在”的形势。在此基础上,提出了策略及建议:一是加强科技攻关,构建可持续治理技术体系;二是增进共享协作,积累并推广可持续治理经验;三是持续资金支持,推进治理全过程监测评估;四是应对扩散威胁,增强监管与生态恢复力度,以期推进广西互花米草科学治理,提高滨海湿地生态系统质量和稳定性。

不同生长期互花米草活性物质的分析

采用LC/MS检测方法测定互花米草在不同生长期活性物质对香豆酸、绿原酸和苜蓿素的含量,为其开发利用资提供理论依据。结果表明,互花米草不同生长期对香豆酸、绿原酸和苜蓿素的含量不同,三者变化规律均为先升高后下降,到8月份对香豆酸、苜蓿素含量最高值分别为8.874μg/g、2.322μg/g;而绿原酸含量最高值出现在9月份,为3.967μg/g,但与8月份的含量差异不显著。因此,如果主要目的在于提取该三种活性物质,互花米草应在8月至9月采收。

渤海湾潮间带互花米草-牡蛎共生群落生物特征

牡蛎礁是典型的海岸带生态系统之一,具有重要的生态系统服务功能。于2022年6月、2023年4月和6月对渤海湾西岸互花米草(Spartina alterniflora)-牡蛎共生群落的分布及群落特征进行了系统性调查及监测分析。基于COI片段检测表明该潮间带牡蛎礁建礁物种为长牡蛎(Crassostrea gigas)。该区域牡蛎礁总面积约为19.71hm^(2),牡蛎种群密度和补充量在陆海梯度上呈现增加趋势,靠海一侧牡蛎密度和补充量更加充足。共采集大型底栖动物7门53种。基于非度量多维尺度(NMDS)分析和相似性分析(ANOSIM)检验发现,牡蛎礁存在的共生区域与仅互花米草分布区和光滩区的大型底栖群落组成存在显著的空间差异(P<0.05)。与其他区域相比,共生区域内出现的大型底栖生物种类数最多,生物量更高,其Shannon-Wiener多样性指数及丰富度指数也较高。研究结果表明,渤海湾西岸马棚口潮间带的新生牡蛎礁群改变了大型底栖群落组成结构,提高了生物多样性水平。

互花米草入侵背景下氮输入增加对天津滨海湿地芦苇凋落物可培养细菌和真菌群落的影响

为了探究互花米草入侵和氮输入增加条件下滨海湿地微生物群落的变化,在天津滨海湿地选取3个样地(互花米草入侵程度不同)进行原位模拟增氮实验,分析不同实验条件下芦苇凋落物可培养细菌和真菌群落组成及多样性差异.结果显示:互花米草入侵提高了细菌和真菌的数量及多样性,且随着入侵程度的增加,微生物数量和多样性增加;随着氮输入水平的增加,细菌和真菌数量及多样性先增加后降低;土壤铵态氮含量和pH值是影响细菌群落组成的主导土壤因子,土壤有机质含量和铵态氮含量是影响真菌群落组成的主导土壤因子.

基于专利计量的互花米草研究进展分析

入侵物种互花米草(Spartina alterniflora)对沿海滩涂的生态系统造成了严重破坏,但同时它体内又蕴藏着耐盐基因、生物质能等宝贵财富。本研究梳理分析了国内外互花米草专利,以便为互花米草防控与管理提供技术支持。互花米草技术专利主要包括监测技术、防治技术和资源化利用技术等类型。1995—2022年国内互花米草专利的申请数量呈上升趋势,专利申请总量为360件,监测、防治与资源化利用技术专利在互花米草专利中的占比分别为4%、22%、74%。互花米草监测技术专利主要利用遥感技术监测互花米草;互花米草防治技术专利包括物理、化学、生物替代和综合防治技术等,其中综合防治技术的申请与授权数量均最高;互花米草的资源化利用技术虽然专利申请数量众多,但实际获得授权的比例并不高,这一现象反映出互花米草作为一种资源的潜在价值正逐步被认识和开发,但利用价值尚低。国外对互花米草关注很少,只查询到7件互花米草专利,申请国家有美国和韩国,主要是资源化利用技术,两国专利授权率分别为25.0%和33.3%。在未来互花米草的防控管理策略中,建议重点加大对互花米草利用技术的研究与开发力度,推动其技术成果向市场化转化,对初级技术进行深化改良,使之与国家政策、重点研发项目的目标相契合,以提升其应用价值和市场前景,将互花米草从“有害草”变为“有益草”。

渤海湾滨海湿地互花米草分布与扩散特征

渤海湾是中国互花米草分布与扩散的最北部区域。为全面了解渤海湾互花米草扩散状况,基于近20年10m分辨率多源遥感数据、随机森林分类模型及Google Earth Engine(GEE)遥感云平台,对渤海湾互花米草进行遥感分类识别,基于识别结果对渤海湾互花米草扩散的时空特征阶段特征、扩散模式、扩散影响因素及扩散的生态环境响应进行探讨,以期为渤海湾互花米草治理及滨海湿地科学管理提供数据支撑。结果显示,近20年渤海湾互花米草面积增速达21.62hm^(2)/a,扩散速率达8.85%,在时间上仍处于快速扩散阶段,在空间上呈由天津海河口一带向南北两侧扩散的趋势。互花米草出现快速扩散的主要区域为围填海形成的半封闭潮滩、河口湿地及退养还滩区域,其景观扩张模式由飞地式扩张向边缘式扩张演变,近年来逐渐向填充式扩张发展。渤海湾互花米草的快速扩散基于其在高纬度地区遗传发育的特殊优势上,但更多受到区域内大规模围填海开发、不适当的退养还滩工程等因素对于潮滩快速促淤的影响。互花米草扩散有防浪减灾的积极作用,也有挤占鸟类栖息地等不利影响。对渤海湾互花米草治理需考虑其综合影响和迫切需求,科学合理地制定具体治理方案。

互花米草在江苏海岸的扩散现状及防治对策

互花米草作为我国沿海滩涂危害最大的外来植物,其防治已成为江苏省滨海湿地管理与保护的重要工作。(1)江苏省互花米草呈现出面积大、分布广、繁殖能力强、扩散风险高、治理难度大等特点。(2)不同治理技术各有优缺点,配合使用不同的综合治理技术,对环境影响较小,治理效果较好。(3)总结提出了构建预警监测体系、优化综合治理技术、降低人为干扰、强化科技支撑、开展治理后生态修复、构建长效管理和全民参与机制的防治策略,为其他地区互花米草的治理工作提供借鉴。

互花米草入侵对闽江口湿地土壤氨氧化微生物群落的影响

为了探究互花米草入侵影响下闽江河口湿地土壤中氨氧化微生物的群落结构及多样性特征,利用高通量测序技术对闽江河口互花米草不同海向入侵阶段湿地(BF:入侵前的光滩;SA M:入侵1~2年的互花米草湿地;SAM:入侵6~7年的互花米草湿地)土壤中的氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的群落结构及多样性进行了分析.结果表明:互花米草入侵影响下湿地土壤中AOA的OTUs、Chao1指数和Shannon指数均显著高于AOB.互花米草海向入侵降低了土壤中AOA的群落丰富度(OTUs和Chao1指数)和AOB的群落多样性(Shannon指数),但增加了AOA的群落多样性和AOB的群落丰富度.不同入侵年限土壤中的奇古菌门(Thaumarchaeota)均是AOA的绝对优势菌门,但AOB在BF和SA M土壤中均以泉古菌门(Crenarchaeota)占优(>90%),而在SAM中以变形菌门(Proteobacteria)占优;不同入侵年限土壤中的Nitrosopumilus均是AOA的优势菌属(>98%),而未分类菌属均是AOB的优势菌属(>90%).互花米草入侵增加了样本间微生物的空间异质性(尤其是AOB),这主要与互花米草较强的拦沙促淤能力增加了环境因子的空间异质性有关.互花米草海向入侵影响下AOA对湿地土壤氨氧化过程起着主导作用.互花米草海向入侵主要通过显著改变土壤pH、EC等理化因子以及氮养分条件而间接影响氨氧化微生物的群落结构及多样性.

互花米草领域研究热点与前沿分析——基于CiteSpace的大数据可视化研究

为了全面探析互花米草的研究热点和发展趋势,利用文献计量学软件CiteSpace 6.1 R2对Web of Science和中国知网数据库互花米草文献进行梳理和可视化分析。结果表明:(1)国内外互花米草研究发文量呈上升趋势,2018年起国内总发文量超越国外。(2)国外互花米草研究机构以Louisiana State University为首,形成了以Bertness M-Silliman B-Iribarne O团队、Mendelssohn I-Hester M团队、Morris JWigand C团队为核心的研究力量;国内研究机构以中国科学院大学为首,核心研究团队是李博-安树青团队、张利权团队、仝川-曾从盛-王维奇团队,但国内外研究合作仍待加强。(3)互花米草研究历经以保滩护岸为目的的认识阶段、以生理学和生态学为主的理论研究阶段、应对互花米草扩散及入侵的防治技术研发和实施阶段。(4)国内外互花米草研究核心内容基本一致,但近10年来国内研究聚焦于互花米草入侵对本土植物影响、入侵机制及防治技术等。基于此,文章指出:国内互花米草研究应从治理技术零散、防治成本高、再次入侵、潜在污染风险大等方面给予更多关注,尽快形成适应中国地理环境特征的互花米草可持续治理技术;互花米草研究目前仍处于快速发展期,研究广度和深度不断增强,未来一段时间内,强化互花米草防治科技支撑、实施互花米草治理全过程跟踪评估仍是该领域的关注热点。

咪唑烟酸治理互花米草对广西滨海湿地表层土壤有机碳及养分状况的影响

【目的】评估咪唑烟酸在控制互花米草中的应用效果,并分析治理过程对土壤生态系统的影响,为互花米草科学防治提供参考依据。【方法】在广西滨海互花米草入侵典型区域设立3种浓度咪唑烟酸处理试验样地L1~L3(3000、3750、4500 g/hm^(2))和喷施清水的对照样地L0,在互花米草花期前喷施咪唑烟酸,采集试验1、30、60、120 d的0~20 cm土壤样本,分析总有机碳(TOC)和氮(N)、磷(P)、钾(K)等主要养分含量,并记录互花米草生长状况和防除率。【结果】喷施咪唑烟酸显著抑制互花米草的生长,试验30、60、120 d的平均防除率分别为54.35%、92.99%、100.00%,但存在二次入侵现象。喷施咪唑烟酸120 d后,互花米草植株死亡,试验样地土壤TOC含量显著降低(P<0.05,下同),表层土壤呈现明显的碳损失趋势;喷施咪唑烟酸对土壤全氮(TN)含量无显著影响(P>0.05,下同),但氨态氮(NH_(4)^(-)-N)、全磷(TP)、有效磷(AP)、全钾(TK)、有效钾(AK)含量显著增加,硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量降低,各养分含量在L1~L3样地间无显著差异。【结论】咪唑烟酸具有高效的互花米草防除率,喷施咪唑烟酸后导致互花米草死亡,造成土壤碳损失,但是总体上促进了土壤养分积累。因此,宜采取全局治理模式以避免二次入侵现象,并种植乡土植被占据互花米草生态位,以提升土壤固碳增汇能力及生态系统稳定性。

江苏省互花米草分布及斑块特征研究

掌握互花米草分布和斑块特征是开展互花米草防控的重要前提。采用高清遥感影像判读与实地核查相结合的方法,分析江苏省互花米草分布概况和斑块分布特征。结果表明:江苏省互花米草分布面积为24441.88 hm^(2),其中,连云港市、盐城市和南通市分别约为1341.84 hm^(2)、15523.84 hm^(2)和7576.20 hm^(2)。通过斑块分布特征评价指数分析,盐城市沿海中南部滩涂地区聚集大面积互花米草,适宜大型机械作业;盐城市沿海北部和南通市沿海中部分布有大量小面积破碎斑块互花米草零星分布,存在扩散风险。江苏省互花米草主要分布于淤泥质滩涂,超过一半面积分布于保护地,存在治理难点。本研究为因地制宜选择科学的治理方法,精准开展互花米草治理防控工作提供了科学依据。

河北沿海湿地互花米草适生区预测与分级治理

预测互花米草在沿海湿地潜在适生区分布是治理互花米草的有效途径。利用CLIMEX生态位模型对河北沿海湿地互花米草适生区进行分级预测。结果表明:河北互花米草主要分布在沧州黄骅和唐山丰南区,共计1.181 km^(2)。模型模拟结果显示互花米草易泛滥区面积有503.11 km^(2),分布在唐山市丰南区黑沿子镇及沧州贾家堡村,占河北省沿海湿地面积的29%;高适生区面积有494.31 km^(2),分布在南堡湿地、沧州滨海湿地及渤海新区,占河北省沿海湿地面积的28.5%;中适生区面积5161 km^(2),分布在乐亭县沿海、海兴湿地,占河北省沿海湿地面积的29.7%;低适生区面积164.31 km^(2),主要分布在秦皇岛沿海,占河北省沿海湿地面积的9.5%。针对互花米草适生区等级,采取分级治理策略,多地联控防止互花米草二次入侵。

互花米草根系促生菌的筛选及其挥发性有机物质鉴定

【目的】从互花米草根系菌当中筛选获得具有释放挥发性有机化合物(VOCs)促进植物生长能力的菌株,并对其释放的VOCs成分进行分析鉴定,为促进植物生长提供菌株资源和理论依据。【方法】以从互花评定米草根系中分离85株细菌为供试细菌,用二分隔培养皿与拟南芥共培筛选VOCs促生菌株,进一步评估多重促生功能,利用熵值法评定出最佳菌株;并通过形态学、生理生化、16S rRNA及gyrB基因分析定类;使用固相微萃取与气相色谱—质谱联用技术(GC-MS)鉴定该菌株VOCs成分。【结果】筛选出6株可通过释放VOCs促进拟南芥生长的细菌,即GXMZU2281、GXMZU2346、GXMZU2401、GXMZU3251、GXMZU3294、GXMZU4388。其中,GXMZU4388菌株具有溶磷、固氮、产铁载体、产吲哚乙酸(IAA)的促生活性,与对照组相比,在稀释20倍与100倍浓度菌液处理下,GXMZU4388菌株均能明显促进番茄生长,鲜重分别增加144.0%和186.2%,熵值法综合评定结果显示GXMZU4388菌株为最高分。GC-MS鉴定结果表明该菌株能产生9种VOCs成分,其中8种成分已被报道具有抑菌或促进植物生长的功能;6-甲基-2-庚酮、5-甲基-2-己酮、5-甲基-2-庚酮和3-甲基-2-戊酮的相对含量较高,占据主导地位。结合形态学观察、生理生化特性分析及16S rRNA和gyrB基因序列的分子生物学鉴定结果,确定GXMZU4388菌株为沙福芽孢杆菌(Bacillussafensis)。【结论】GXMZU4388菌株在促进植物生长各方面均表现优秀,在低浓度下也能显著发挥其促进植物生长的能力,能释放多种有利于植物生长与抑菌的VOCs,在菌肥开发上有极佳的应用潜力。

基于随机抽样方法对江苏某丹顶鹤保护区互花米草扩张的严重性研究

江苏省某丹顶鹤保护区互花米草大量繁殖,对保护区内的其他草本植物构成严重威胁。保护区内的碱蓬是丹顶鹤过冬的食物来源之一,但是碱蓬在互花米草扩张的背景下,生存空间也在持续缩小。为研究互花米草侵占碱蓬生存空间的严重程度,该文通过蒙特卡洛随机抽样方法,以1997—2021年的互花米草扩张的数据为基础,预测2021年之后的11年间每一年碱蓬生长的面积。研究结果表明,如果不对互花米草的扩张进行干预,在2029年碱蓬的生存空间就被完全蚕食。综合遥感解译与预测模型,作者提出一个科学治护互花米草的建议。

互花米草防治对滨海湿地生态系统影响研究进展

文中综述了互花米草防治对滨海湿地生物和土壤以及对海岸带的影响。基于国内外关于互花米草及其防治对生态系统影响的研究进展,认为互花米草防治将有助于原生生态系统的恢复,降低温室气体排放水平,保护并改善丹顶鹤等鸟类的栖息环境,增加海岸侵蚀的风险,但目前研究仍存在不足和空白。当前互花米草防治工作持续时间短、防治面积广,建议根据不同的互花米草防治措施开展长期跟踪监测研究,并亟需廓清影响机理机制,为今后互花米草防治后的滨海湿地生态修复提供科学依据。

互花米草耐盐内生细菌分离及分子鉴定

通过不同盐浓度的LB培养基从盐生植物互花米草的根、茎、叶中分离耐盐内生细菌,结合生理生化分析和分子鉴定其菌种组成。结果表明,从互花米草的根、茎、叶中共分离出耐盐内生细菌35株,其中革兰氏染色阴性5株、M-R试验、柠檬酸盐试验均为阳性,V-P试验阳性为5株,吲哚试验阳性为13株;提取各菌株的DNA并扩增其16S rDNA序列,以HaeⅢ等4种酶进行酶切,选择不同类型酶切结果的代表菌株测序,BLAST比对分析并利用MEGA软件建立发育树初步推断出,所分离的内生细菌分别为肠杆菌属Enterobacter sp.、白翎芽孢杆菌Bacillus baekryungensis、花津滩芽孢杆菌Bacillus hwajinpoensis和芽孢杆菌属Bacillus sp.。为进一步了解耐盐植物的内生细菌组成以及作用提供了理论基础。