淡咸水轮换浇灌抑制互花米草的克隆生长和繁殖

作为典型的盐沼植物,入侵种互花米草(Spartina alterniflora)具有较强的耐盐性,能否以淡水或淡咸水的轮换浇灌扰乱其耐盐机制,降低其生态入侵性,进而寻求其控制对策是一个重要命题。为此,对互花米草进行了6种浇灌处理:单一的淡水(D)或咸水(X)浇灌;1次浇灌转换,即先淡水后咸水(DX)或先咸水后淡水(XD);2次浇灌转换,即由淡水开始转而咸水,再转而淡水(DXD),或由咸水开始转而淡水,再转而咸水(XDX)。结果显示,D处理的总生物量最高,与其它各处理均差异显著(p<0.05),且是X处理的1.67倍;DXD和XDX处理的总生物量最低,与D和X处理的差异显著(p<0.05),两者均约为D处理的50%。浇灌处理对根冠比、茎重比、叶重比和根茎重比的影响不明显,对根重比有较大影响,X处理的根重比最高,与D处理的差异显著(p<0.05),但与DX、XD、DXD和XDX处理之间的差异不显著。D处理的克隆生长新生总株数(Propagule)最多,与其它处理均差异显著(p<0.05),且是X处理的1.34倍;DXD和XDX处理的新生总株数最少,与D和X处理的差异显著(p<0.05),仅为D处理的55%。浇灌处理对分蘖的影响明显,DX和DXD处理的分蘖数分别是D处理的62%和50%;XD和XDX处理的分蘖数分别是X处理的50%和47%。就开花株数而言,X处理显著高于其它处理(p<0.05);DXD和XDX处理的开花株数为0。因此,持续的淡水浇灌可能会促进互花米草的生物量积累,并且采取快速的克隆生长为主的繁殖策略;而在淡水和咸水交替的生境下,互花米草的生物量积累、无性和有性繁殖能力都会受到抑制。     

山口红树林区互花米草有性繁殖期的生物量动态

以山口红树林保护区互花米草（Spartina alterniflora）为研究对象,对其有性繁殖期(2007年6—11月)的生物量动态变化进行了初步研究。结果表明：在繁殖初期,不同营养器官的生物量随时间呈现不同程度的增加;但在繁殖后期,根、茎和叶的生物量的增长率均出现负值,其中根生物量和叶生物量的负增长导致茎生物量出现负增长。地下部分生物量远小于地上部分生物量,生物量在各器官的分配除6月份外呈现茎>叶>根>繁殖器官。地下部分生物量占总生物量的比例随着时间呈现下降的趋势,其中根系生物量比例从6月份的28.9%下降到11月的14.0%;繁殖器官生物量的比例不大,随着时间呈现增加的趋势。     

互花米草生物量年动态及其与滩涂生境的关系

本文研究了不同滩涂生境对互花米草(Spartina alterniflora)群落特征及生物量的影响。其结果是：建立在小潮高潮线附近滩面的互花米草群落,其密度、高度、地上和地下生物量(本文生物量均为现存生物量),均比建立在偏低、偏高位置滩面的群落为高。在淡水、肥水来源丰富的河口潮滩上建立的互花米草群落,其群落特征更突出,生物量比建立在土壤肥力低、含盐量高的非河口潮滩上群落高。潮滩上的互花米草群落地下生物量随龄级的增加而增长,但地上生物量和总生物量以三年龄群落为最高,四年龄群落却比三年龄群落低。     

互花米草生物量变化对盐沼沉积物有机碳的影响

以江苏王港典型互花米草(Spartina alterniflora)盐沼湿地为研究对象,分析光滩及互花米草滩沉积物中有机碳的水平和垂向分布特征,了解互花米草生物量的季节动态变化,探讨二者之间的相互关系,在此基础上研究互花米草生物量分布和季节变化对沉积物中有机碳(TOC)含量的影响。结果表明,互花米草枯落物中的有机碳数量在两个月内衰减了40%,而表层沉积物中TOC含量及其中互花米草来源TOC所占比例的变化,均与互花米草地表枯落物量的季节变化存在两个月的\"相位差\",这与枯落物快速分解时间大致吻合,说明枯落物是表层沉积物中TOC的重要来源。高达60%的互花米草地下生物量分布在0—20cm深度内,该深度范围内沉积物中TOC含量较高,且TOC主要来源于互花米草。此外,不同深度TOC含量与地下生物量之间存在良好的正相关关系,说明地下生物量是影响沉积物TOC含量的重要因子。研究区互花米草年固碳能力为2274g m-2a-1,盐沼沉积物中TOC埋藏速率达到了470 g m-2a-1,是地表一个重要的碳汇;同时研究区每年向近岸水域输出大量的TOC,是近岸海域生态系统的一个重要碳源。     

模拟氮沉降对外来入侵植物互花米草生长及化感作用的影响

通过设置室内模拟实验, 从生长特性和化感作用的角度, 探讨了氮沉降对外来入侵植物互花米草入侵潜力的影响。结果表明, 低氮沉降和高氮沉降处理都明显促进了互花米草地上和地下部的生物量累积, 其中低高氮沉降分别使地上部生物量增加161.15%和120.20%, 使地下部生物量增加128.43%和71.06%。而氮沉降使叶面积和叶重也显著增加, 这将增强其对资源的捕获和利用能力。而不同氮沉降处理下互花米草的叶、根水浸液对莴苣种子萌发和幼根生长具有化感抑制作用, 当浸提液浓度相同时, 低氮沉降比其他氮处理有更强的综合化感效应。互花米草叶和根的综合化感效应分别在低氮沉降处理下浸提液浓度为0.02 g⋅mL–1 和0.04 g⋅mL–1 时最大。高氮沉降处理下互花米草各项指标并不完全优于低氮沉降处理, 这可能由于高氮沉降处理下其生长已不处于氮限制状态。全球氮沉降是一个漫长的过程,在目前的氮沉降条件下, 加强对互花米草的防治和管理迫在眉睫。     

咸淡交替灌溉对克隆植物大米草生长繁殖和生物量分配的影响

通过温室模拟控制实验,研究了咸淡交替灌溉处理对外来克隆植物大米草(Spartina anglica)形态性状、克隆生长、生物量积累及分配格局的影响。实验共设6种浇灌处理:单一淡水灌溉(D)、单一咸水浇灌(X)、淡咸交替灌溉(DX)、咸淡交替灌溉(XD)、淡咸淡交替灌溉(DXD)和咸淡咸交替灌溉(XDX)。结果表明:DX处理条件下,大米草株高、叶片数及根长均达到最高;克隆数最多,且显著高于X、DXD和XDX处理;芽数及根状茎总长均显著大于XDX处理;在DX和D处理下,地上生物量、根系生物量、地下生物量和总生物量均显著高于其它处理。这表明作为滨海盐沼植物,大米草种群比较适应淡咸水交替环境,单一的咸水,以及过度的咸淡转换均不利于大米草的生长繁殖与生物量积累,而淡咸水交替过程的失序可能是引起我国大米草种群衰退的重要原因。     

不同建群时间下互花米草种群生长及生物量分配

采用\"空间代替时间\"的方法,研究具有不同建群时间的互花米草种群生长及生物量分配特征。结果表明:种群高度生长从建群2a到16a呈下降趋势,6a和16a均显著低于2a(P0.05);密度、总生物量及地上生物量从建群2a到16a均呈下降趋势,16a显著低于2a(P0.05);地下生物量、根冠比随建群时间延长先增长后降低,但前者16a显著低于2a(P0.05);同化器官生物量不随建群时间变化,而非同化器官生物量随建群时间延长而减少,6a和16a均显著低于2a(P0.05);须根和根状茎生物量随建群时间延长先增大后减小。结果显示建群16a后种群呈衰退态势,探究其原因将有助于我国互花米草的管理与控制。     

光照和氮交互作用对水曲柳幼苗生长、生物量和氮分配的影响

采用温室沙培方式,对水曲柳幼苗进行了不同光强（2个水平）和氮浓度（4个水平）处理,分析了其生长、生物量和氮分配对环境变化的响应.结果表明：与全光照处理相比,低光处理下水曲柳幼苗冠根比（S/R）和净氮吸收速率（NNUR）极显著提高（P<0.01）,但相对生长速率（RGR）和净同化速率（NAR）极显著下降（P<0.01）;低光处理下的幼苗根、茎、叶和整株生物量分别较全光照处理降低了36.8%（P<0.01）、1.7%、12.7%（P<0.05）和24.3%（P<0.01）;低光处理使幼苗分配到根系的氮比例明显下降,而叶片的分配比例增加.无论光强大小,氮对幼苗生长都具有十分明显的促进作用,而且幼苗S/R和叶片的氮分配比例都随氮供给浓度的增加而明显提高.光强和氮浓度对水曲柳幼苗的基径、S/R、RGR和生物量（根和叶）分配比例具有显著的交互作用（P<0.05）.     

氮水平和竞争对互花米草与芦苇叶特征的影响

 互花米草 (Spartina alterniflora) 和芦苇 (Phragmites australis) 是滨海盐沼湿地的多年生草本植物,从世界范围来看,它们二者具有区域性的相互入侵特征,因此研究生境条件对两物种互侵机制的影响是一个十分有意义的生态学命题。该文运用随机区组实验设计方法,模拟海滩环境、构建人工种群、控制可变因子,研究了外来种互花米草与本地种芦苇分别单种和混种时,叶特征对不同氮水平、不同植株密度的响应。结果表明：随着氮水平的升高,互花米草和芦苇的叶面积无论是在单种还是混种情况下都显著增加 (p<0.05),但混种条件下芦苇的叶面积在高氮水平下增幅减少,这与高氮状况下互花米草与芦苇的竞争加剧有关;氮水平对单种中两种植物的叶数影响最显著 (p<0.01),对混种中互花米草的叶数和芦苇的叶宽影响最大 (p<0.05)。植株密度增加导致种内和种间竞争加剧,无论在单种还是混种处理下,都造成两种植物叶面积的显著减少 (p<0.05)。单种处理中, 两物种的叶数受密度的响应最显著 (p<0.05);而混种处理中芦苇对互花米草的竞争显著减小了互花米草的叶宽和叶数(p<0.05),互花米草对芦苇的竞争则显著减小了芦苇 的叶长、叶宽和叶数 (p<0.05)。两种植物的竞争结果受到氮营养的调控,低、高氮水平下互花米草的种间竞争能力大于芦苇,中氮水平下则是芦苇的种间竞争能力大于互花米草。高氮水平下互花米草通过叶面积的快速增加抑制了芦苇的叶生长,使其叶面积减少,从而在竞争中占据优势,这可能是互花米草入侵我国海滩芦苇种群的机制之一。     

镉在互花米草中积累、转运及亚细胞的分布

研究了在不同Cd浓度(0、5、100、200μg·g-1)处理下,互花米草花序、叶、茎、根茎、须根中Cd含量、积累量、转运特征,及Cd在互花米草体内的亚细胞分布。结果表明,Cd在互花米草不同器官中的积累能力存在较大差异。茎、根茎、须根中Cd含量及积累量随处理浓度的增加而升高,其中须根中Cd含量及积累量均高于其他器官。Cd处理浓度为100gμ·g-1时,花序和叶中Cd含量达到最大值,分别为8.65和7.82μg·g-1。在Cd处理浓度为200μg·g-1时,须根中Cd含量可高达390.00μg·g-1,积累量达3200μg·株-1。Cd在互花米草体内转运能力极低,绝大部分Cd积累在地下部位。Cd在互花米草亚细胞中的分布规律为细胞壁>胞液>细胞器。随着Cd处理浓度的增加,Cd在细胞壁中的分配比例增大,胞液中Cd分布比例则相应减小,细胞壁和胞液相互协调,增强互花米草对重金属Cd的耐性。     

不同海滨港湾环境条件下互花米草总黄酮积累动态研究

对两个不同海滨地区的互花米草体内的总黄酮（ Ｔｏｔａｌ Ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｏｆ Ｓｐａｒｔｉｎａ ａｌｔｅｒｎｉｆｌｏｒａ, Ｔ Ｆ Ｓ）的含量及其随时间和相关环境因子变化进行研究。初步研究结果显示,互花米草 Ｔ Ｆ Ｓ的积累与土壤含盐量呈强正相关关系,与土壤含氮量、土壤有机质呈正相关关系。 Ｔ Ｆ Ｓ的积累是互花米草在高盐度条件下的一种抗逆反应。     

Cd、Zn及其交互作用对互花米草中重金属的积累、亚细胞分布及化学形态的影响

通过盆栽试验,研究了Cd、Zn及其交互作用下互花米草中Cd、Zn的含量及积累量,并分析了Cd、Zn在互花米草中的亚细胞分布及化学形态。结果表明：Cd-Zn处理组互花米草地上部及根部Cd含量显著高于Cd处理组;Cd-Zn处理组根部Zn含量显著低于Zn处理组,但地上部差异不显著,说明Zn促进Cd的吸收,Cd抑制Zn的吸收。Cd-Zn处理组互花米草地上部Cd积累量显著高于Cd处理组,但是根部Cd积累量却显著低于Cd处理组;Zn处理组地上部及根部Zn积累量均显著高于对照组及Cd-Zn处理组。Cd单因素胁迫下,Cd主要分布在细胞壁,Cd-Zn交互作用下,Cd在胞液中的分配比例高于其他细胞组分;Zn单因素及Cd-Zn交互作用下,Zn在胞液中的分配比例均较高,总的分配比例呈现以下趋势：胞液>细胞壁>细胞器,说明Zn的添加影响了Cd的亚细胞分布,Cd的出现对Zn在互花米草细胞中的分布影响不明显。Cd和Zn在互花米草叶中主要以氯化钠提取态存在,表明互花米草中Cd和Zn多以果胶酸盐结合态或蛋白质结合态存在。     

互花米草(Spartina alterniflora)草场土壤微生物生态分布及某些酶活性的研究

种植互花米草的盐沼土中,细菌、放线菌和真菌的数量比对照盐沼土中多。就不同深度来说,15—30厘米土层中,细菌数最多。细菌总数的增减趋势是:夏秋两季最多,冬春两季较少。在各生理类群中,氨化细菌占优势;固氮细菌、硝化细菌次之;反硝化细菌和硫酸盆还原细菌最少。内源呼吸作用强度、添加葡萄糖后的呼吸作用强度、氧化丙酮酸的能力和氧化多酚化合物的能力皆显示出同样的趋势,即三年生草场土壤中生物活性最强,光滩土壤中生物活性最弱。在光滩土壤中,脲酶和过氧化氢酶活性很低,而种植互花米草的土壤中这两种酶活性较强,但与种植年限和季节变化无显著相关性。     

崇明东滩湿地营养盐与重金属的分布与累积

测定了崇明东滩湿地盐沼植物和沉积物中TN、TP、重金属Cu、Zn、Pb和Cd的含量,阐明了它们在湿地中的分布与累积特征,评估3种盐沼植物对营养盐和重金属的富集能力,并讨论了互花米草入侵对长江口湿地生态系统可能造成的影响.海三棱镳草地上部分的TN、Cu、Pb和Cd的含量均显著高于芦苇和互花米草（p＜0.01）,而地上部分TP和Zn却表现为：海三棱镳草和互花米草无显著性差异（p＞0.05）,但均显著高于芦苇（p＜0.01）.东滩湿地沉积物中TN和重金属的分布与累积特征为：芦苇带＞互花米草带＞海三棱镳草带＞光滩,即随着高程的增加,沉积物中TN和重金属的含量逐步上升;但沉积物中TP含量变化不大,基本维持在0.06%左右.基于盐沼植物地上部分的生物量,估算了3种盐沼植物地上部分的营养盐和重金属库,结果表明：互花米草地上部分的养分库和重金属库均大于芦苇和海三棱镳草,表明收获互花米草对环境的净化效果最佳,特别对磷的去除效率是最高的.     

互花米草幼苗在不同浓度NaCl溶液中的生长和溶质的积累

互花米草在NaCl营养液中能够大量积累Na~+和Cl~-,并对K~+、可溶性糖和游离脯氨酸的积累也有一定的促进作用,同时抑制了Ca~(2+)、Mg~(2+)和Pi的吸收。幼苗积累Na~+和Cl~-作为主要渗透剂。Na~+/K~+比值随着培养基NaCl浓度增大而提高。根部无机离子的总量明显高于地上部。NaCl明显降低幼苗地上部的渗透势,其变化随培养基渗透势的下降而降低。在NaCl营养液中培养的幼苗鲜重和含水置下降,但对于重影响不大,鲜重/干重比值随培养基NaCl浓度增大而降低。