Substrate availability regulates the suppressive effects of Canada goldenrod invasion on soil respiration

基质有效性调节加拿大一枝黄花入侵对土壤呼吸的抑制作用 外来植物入侵不仅会降低河边近岸湿地生态系统植被多样性,而且会改变湿地生态系统的地下碳过程。外来入侵植物加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)已广泛入侵我国东南部地区,但加拿大一枝黄花入侵对入侵地生态系统地下土壤碳循环过程的影响却知之甚少。本研究通过野外原位观测实验和温室模拟入侵实验,探究外来植物加拿大一枝黄花入侵对入侵地土壤呼吸的影响规律及其驱动因素。野 外原位观测实验开展于2018年7月21日至12月15日,期间每周测定样地土壤呼吸。温室模拟入侵实验开展于2019年7月15日至12月15日,期间每月1日与15日上午测定土壤呼吸、自养呼吸和异养呼吸。土壤呼吸、自养呼吸和异养呼吸通过静态箱结合深埋根系隔离法测定。野外原位观测实验和温室模拟入侵实验结果均显示,加拿大一枝黄花的入侵降低了土壤二氧化碳的排放通量。加拿大一枝黄花入侵对土壤呼吸的抑制作用可能归因于其入侵引起的土壤可利用底物质量与数量的变化,表明外来入侵植物加拿大一枝黄花可通过改变植物释放基质以及与本地植物和/或土壤微生物争夺土壤有效基质而影响土壤碳循环。这些研究结果对于评估外来入侵植物对入侵地地下碳动态的影响以及对全球变暖的贡献具有重要意义。     

加拿大一枝黄花入侵对本土植物群落动态的影响及其机制

了解外来植物入侵对本土植物群落种群动态的影响对于植物入侵的防控极为重要。该文以加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)入侵不同阶段的植物群落为研究对象, 对本土植物物种多样性以及常见优势种群的生态位变化进行了定量分析。结果表明: 加拿大一枝黄花氮素积累能力高于其他本土优势种群。随着加拿大一枝黄花入侵的深入, 本土植物群落的物种多样性呈现显著下降趋势; 氮素积累能力高的本土优势种群生态位宽度呈现明显的上升趋势, 而氮素积累能力低的本土优势种群生态位宽度则呈现明显下降的趋势; 本土优势种群的生态位重叠平均值呈现逐步下降的趋势。加拿大一枝黄花的入侵, 显著提高了土壤硝态氮含量, 而土壤铵态氮、有效磷、全磷和全氮含量显著降低。对氮素的积累能力决定了加拿大一枝黄花入侵后, 本土植物种群的动态变化格局。     

伏牛山南、北坡植物物种多样性及其与主要生态因子的相关性

采用实地调查法对伏牛山南坡23个样地和北坡15个样地内的乔木、灌木和草本种类数以及乔木的Margalef 指数和Shannon-Wiener指数进行了统计分析和计算;在此基础上,运用典范对应分析(CCA)法筛选出影响南、北坡植物物种多样性的主要生态因子并进行了相关性分析.结果表明:南坡每个样地乔木、灌木和草本种类数的平均值分别为8.3、8.6和9.5,北坡分别为5.4、7.5和11.1;在海拔1 645～1 870m范围内,南坡样地的乔木、灌木和草本种类数均多于北坡样地.影响伏牛山南、北坡植物物种多样性的主要生态因子均为9个,它们之间略有差异但均可分为地形、气象和土壤3大类因子.相关性分析结果显示:北坡乔木的种类数、Margalef指数和Shannon-Wiener指数与土壤厚度均呈极显著(P＜0.01)正相关,与海拔呈极显著负相关;而南坡乔木的Margalef指数和Shannon-Wiener指数与土壤有机质含量呈极显著正相关.北坡草本种类数与大气温度以及土壤有机质和碱解氮含量均呈极显著或显著(P＜0.05)正相关;而南坡草本种类数则与海拔、土壤厚度和土壤有机质含量呈极显著或显著正相关,与坡度、阴阳坡和大气湿度呈显著或极显著负相关.除北坡的灌木种类数与坡向呈显著正相关外,南、北坡灌木种类数与9个主要生态因子的相关性均不显著.说明伏牛山南、北坡的乔木多样性主要与土壤厚度和有机质含量等土壤性状因子有关,草本多样性则与局地小气候因子关系密切,而影响灌木多样性变化的主要生态因子并不明确.     

加拿大一枝黄花入侵林地对植物多样性的影响及其季节变化

研究了受加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）入侵的半自然林地的植物物种多样性变化,以期揭示该入侵植物对物种多样性的直接影响规律。结果显示,加拿大一枝黄花对林地的入侵造成了植物多样性的下降,入侵区植物的多样性指数小于对照区和只有少量加拿大一枝黄花入侵的蔓延区,而对照区和蔓延区之间并无显著差异。植物多样性指数和群落均匀度指数在不同季节问存在较大变化：多样性指数从4月到11月呈现F降趋势,而从1月份开始多样性指数开始升高。加拿大一枝黄花入侵对物种多样性的影响在6月到10月份最为严重,这可能是由于这段时间该入侵植物通过旺盛的克隆生长侵占了大部分生境排挤了土著植物。可见,虽然在林下的生长受抑。加拿大一枝黄花仍可能通i寸克降繁殖占据牛境．造成林地植物多样性的下降。     

加拿大一枝黄花入侵对土壤动物群落结构的影响

外来植物对入侵地土壤动物群落及理化性质影响的研究不仅有助于评估入侵植物对生态系统的影响,而且对探索外来植物入侵的土壤动物学响应机制尤为重要。为了了解加拿大一枝黄花对入侵地土壤动物的群落结构及理化性质的影响,本文分季节分层次对加拿大一枝黄花不同程度的入侵地进行取样,获得土壤动物9900个,隶属3门11纲14目,弹尾目和蜱螨类均为优势类群。入侵程度不同的样地中土壤动物个体数量和类群组成不同。土壤动物个体数量和类群数量表现为轻度入侵区＞中度入侵区＞重度入侵区;多样性指数和均匀性指数表现为轻度入侵区＜中度入侵区＜重度入侵区,优势度指数表现与前两指数相反。加拿大一枝黄花的入侵没有改变土壤动物表聚性特点。非度量多维标度排序分析表明,不同入侵程度下的土壤动物分为3类,即轻度入侵类、中度入侵类、重度入侵类。不同入侵区域土壤的pH、有机质含量、铵态氮、速效钾和速效磷差异显著(P＜0.05),土壤的含水量和温度差异不显著(P＞0.05)。灰色关联分析表明,入侵区域土壤铵态氮对土壤动物关联最大,有机质含量次之,再次是速效磷和pH,土壤含水量的影响最小。因而,加拿大一枝黄花的入侵,改变了入侵地土壤理化性质(尤其是对铵态氮的调控),进而改变了土壤动物的群落结构,创造了利于自身生长、竞争有利的土壤环境。     

基于GARP 的加拿大一枝黄花在中国的分布区预测

加拿大一枝黄花( Solidago canadensis) 原产北美, 是在中国大陆危害最严重的入侵植物之一。本研究基于大量已有分布点数据, 使用生态位模型(GARP) 对其在中国的潜在扩散区域进行了预测, 结果表明: 极端低温、年均温对加拿大一枝黄花的分布限制较小, 而坡度、坡向、年降雨量、雨日频率、汇流累积量、水流方向、极端高温和霜日频率对其分布影响显著。加拿大一枝黄花的潜在入侵区远大于目前的实际分布区, 因此仍会继续在中国扩散; 中国中南部和东北部是加拿大一枝黄花最易形成入侵的地区, 应采取措施防止其入侵。     

基于GARP的加拿大一枝黄花在中国的分布区预测

加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）原产北美,是在中国大陆危害最严重的入侵植物之一。本研究基于大量已有分布点数据,使用生态位模型（GARP）对其在中国的潜在扩散区域进行了预测,结果表明：极端低温、年均温对加拿大一枝黄花的分布限制较小,而坡度、坡向、年降雨量、雨日频率、汇流累积量、水流方向、极端高温和霜日频率对其分布影响显著。加拿大一枝黄花的潜在入侵区远大于目前的实际分布区,因此仍会继续在中国扩散;中国中南部和东北部是加拿大一枝黄花最易形成入侵的地区,应采取措施防止其入侵。     

加拿大一枝黄花对庐山自然保护区林地植物多样性及其季节动态的影响

为揭示加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)在庐山自然保护区的扩散过程及其对林地的可能影响及规律,调查了庐山自然保护区周边加拿大一枝黄花的分布现状,并在庐山自然保护区加拿大一枝黄花入侵群落设置了长期监测样地,对7个1 m×1 m的样方进行了植物多样性季节变化的定点研究.结果发现,加拿大一枝黄花已在庐山自然保护区周边大量发生,尤其是在城镇周边和高速公路两侧.庐山自然保护区森林覆盖率较高,光弱、多雾天气不利于加拿大一枝黄花的生长与繁殖,因此,加拿大一枝黄花在样地内的扩散较慢.但是,加拿大一枝黄花在所处的植物群落草本层一直长期存在,并导致样地内部分本土草本植物多度下降,尤其在每年10月期间群落植物多样性下降到最低.研究结果表明,加拿大一枝黄花也有可能在郁闭度较好的林地实现种群更新,对自然保护区的潜在影响不容忽视.     

海南岛黎母山四眼斑水龟对春季生境的选择性

2004年3—4月,在海南岛黎母山采用系统抽样法对四眼斑水龟春季生境选择进行了初步研究。在海拔170～1170m设196个研究样点,共1392个笼捕日。其中在海拔170～470m的26个布笼点共捕获四眼斑水龟36只,而在海拔470～1170m未捕获到四眼斑水龟。采用Kruskal Wallis检验,对海拔500m以下四眼斑水龟利用样地(n=26)和海拔500m以上的对照样地(n=26)的生态因子差异显著性进行检验。结果表明,两类样地的海拔、植被类型、植被盖度、落叶厚度、土壤类型、坡度、水面宽、水深、水面流速、基底类型、露石率、食物丰度、干扰距离13个生态因子差异均显著,仅石洞数目差异不显著。说明海拔500m以上和以下的环境差异较大。主成分分析结果表明,影响四眼斑水龟生境选择的主要生态因子依次为海拔、干扰距离、植被盖度、土壤类型、水深和落叶厚度。而植被类型、食物丰度、露石率、基底、石洞数目、坡度、水面宽和水面流速8个生态因子的影响不明显。保护好近河岸植被和提高当地群众对龟类的保护意识对四眼斑水龟的保护十分重要。     

三峡库区次生黄栌灌木林的群落特征及种间联结性

以三峡库区次生黄栌(Cotinus coggygria)灌木林群落为研究对象,基于样地调查,分析了生境特征和群落特征。结果显示:该群落共有植物30科37属56种,物种组成简单、多样性低,群落中以喜光、耐干旱瘠薄和碱性土壤的物种居多。海拔和土壤有效磷含量是生境差异的重要因素;海拔、坡度和坡向对物种分布的影响最大。海拔与物种密度极显著负相关,坡向与物种高度极显著正相关;土壤pH与物种多样性和均匀度显著负相关,速效钾含量与物种密度呈极显著正相关,有效磷含量与物种丰富度和多样性显著正相关,与盖度显著负相关。综上,海拔、坡度和坡向是影响物种分布的因素;土壤有效磷和pH是影响物种多样性的因素;海拔、坡向、坡度、土壤有效磷和速效钾是影响群落数量特征的因素。群落总体关联性和物种种间联结性均呈显著负相关,种间联结较松散,处于不稳定的灌草阶段,生态系统脆弱,对生境变化十分敏感。因此,在对三峡库区黄栌群落进行生态修复时,应以保护现有群落及其生境为前提,选择适生乡土植物进行合理配置,增加物种多样性,促进群落演替。     

少花蒺藜草入侵对根际土壤磷细菌群落多样性的影响

[目的]入侵植物少花蒺藜草在磷元素受限的贫瘠沙质土壤中能够快速生长和种群扩张,形成单一优势群落。本文解析了少花蒺藜草在磷胁迫条件下对磷素的高效利用机制,以期为揭示其入侵机理提供理论依据。[方法]设置少花蒺藜草、冰草、狗尾草和空白对照4个处理,通过高通量测序技术,从土壤解磷微生物的角度分析各处理间土壤中解磷细菌的组成差异。[结果]少花蒺藜草入侵显著提高了土壤磷酸酶的活性和土壤解磷菌的群落多样性。PCA与UPGMA聚类结果表明,少花蒺藜草与狗尾草根际磷细菌物种组成相似性最大。LEfSe多级物种差异判别分析结果表明,少花蒺藜草根际显著富集且与其他处理有显著性差异的解磷菌类群为α-变形菌、链霉菌,其在少花蒺藜草对磷的吸收中可能起较为重要的作用。变形菌门、浮霉菌门和放线菌门与少花蒺藜草根际土壤中的全磷含量呈显著正相关,放线菌门与少花蒺藜草根际土速效磷含量有紧密联系。[结论]少花蒺藜草通过改变入侵地根际土壤的解磷菌群落结构间接影响根际土壤的磷素环境,从而利于自身生长。     

3种菊科入侵植物不同生长时期的土壤酶活性和养分变化

【目的】黄顶菊、三叶鬼针草和豚草是我国危害较严重的3种菊科入侵植物。了解3种菊科植物生长过程中土壤养分和酶活性的变化,可以为研究其入侵机制提供依据。【方法】在中国农业科学院植物保护研究所廊坊中试基地开展同质园实验,比较分析了黄顶菊、三叶鬼针草和豚草3种菊科入侵植物在幼苗期、旺盛生长期和生殖生长期根际土壤养分和酶活性的变化。【结果】3种外来菊科植物的生长时期对土壤养分和酶活性存在显著影响。3种外来植物入侵域的土壤速效磷、硝态氮含量以及磷酸酶活性随生长时期变化都表现出先升高后降低的趋势,均在旺盛生长期达到最大值。入侵域土壤速效磷和硝态氮含量的变化趋势与狗尾草明显不同。3种外来植物入侵降低了土壤速效钾含量,提高了土壤脲酶、磷酸酶活性。【结论】3种外来菊科植物的入侵改变了土壤养分和酶活性,创造出更有利于自身生长和繁殖的条件,以利于其进一步扩张。     

长白山苔原草本植物入侵与土壤环境的关系

在对长白山高山苔原西坡样带内132个样方进行植被调查和土壤取样分析的基础上,应用冗余分析(RDA)和典型相关分析方法,探讨了草本植物入侵苔原带程度与苔原土理化性质及环境之间的关系。研究表明,长白山苔原带西坡草本入侵程度区域差异明显,可分为5个不同的入侵等级;海拔、坡度、全钾含量、粘粒含量、有机质含量等10种土壤环境因子与草本植物入侵程度明显相关。RDA分析表明土壤环境因子能解释93%的植物物种多度信息,影响草本植物入侵的主要土壤因子是有机质含量,粘粒含量和坡度;第一对典型变量说明有机质含量与牛皮杜鹃多度正相关,与大白花地榆多度负相关,粘粒含量则相反;第二对典型变量说明海拔、速效氮含量与笃斯越桔、长白老鹳草多度呈负相关。长白山苔原带西坡草本植物在空间分布上是离散的,呈斑块状。可见,草本植物入侵,对生境是有所选择的。土壤有机质含量与灌木多度呈正相关,说明在草本入侵过程中,土壤有机质含量会减少;或者有机质含量减少的地方,灌木生长退化,草本由此开始侵入定植。     

关帝山云杉次生林树木径向生长的空间关联及其影响因子

以关帝山4 hm²云杉次生林样地为研究对象,按照CTFS(Center for Tropical Forest Science)技术规范对样地树木进行连续定位监测。利用2010至2015年间样地主要树种生长量观测数据,结合地形、土壤等环境因子调查及采样测定数据,分析了树木种群径向生长的空间关联性及其随生境的变化,并探讨了树木种群径向生长的影响因素。结果表明,青杄、华北落叶松、红桦、白桦和辽东栎为云杉次生林主要树种,在样地4个生境型(山脊生境、低海拔缓坡生境、高海拔缓坡生境、低洼地陡坡生境)中均有分布且呈现不同的径级结构。标记相关函数分析显示,同一生境型中,5树种径向生长的空间关联性各异;对于同一树种,径向生长的空间自相关性不仅具有尺度依赖性,同时生境型的不同导致树木径向生长的空间关联性发生变化。线性混合效应模型分析显示,初始胸径对树木径向生长的显著正效应在样地各类生境型的所有种群中普遍存在;生物因子对树木径向生长的显著影响只在特定生境型的青杄种群中被检测到,表明树木径向生长受同种邻体影响,但其影响显著性因树种而异;环境因子中,海拔和凹凸度对树木径向生长呈显著负效应...     

三峡库区澎溪河消落带植物群落分布格局及生境影响

三峡消落带是一条特殊的水—陆交错带,其生境的特殊性及对整个三峡库区的影响逐渐成为地学、环境科学、生态学等学科的研究热点。植被是消落带各项生态功能的载体。然而,三峡水库的运行使消落带原有植被遭到破坏。通过对澎溪河消落带植物群落及其生境的实地调查,采用双向指示种法(TWINSPAN)划分植物群落类型,并结合方差分解和CCA排序法研究4类生境影响因素组14个生境影响因子与植物群落空间分布的关系,探讨生境对消落带植物群落组成、结构及多样性的影响。结果表明:(1)消落带植物群落包括5种类型:狗牙根+雀稗群落、狗尾草+狗牙根群落、黄荆群落、白茅+鬼针草群落、苔草群落;(2)CCA排序中,第1排序轴对消落带植被空间变化的累计解释量为6.83%,占生境条件总解释量的44.73%,能很好地解释消落带植物群落与生境的相互关系,植物群落类型沿排序轴呈梯度分布;(3)土壤是影响消落带植被空间分布格局的主要影响因素组,各影响因素组间交互作用明显。淹水时间、海拔、土壤含水量是植物群落空间分布的主要影响因子,解释量分别为5.3%、3.0%、2.9%;(4)4类影响因素组共解释消落带植物群落空间格局变化的14.6%,未解释部分所占比例较大,可能是由于消落带内生境条件复杂,影响其群落组成及空间分布的潜在因素较多,如各种土地利用政策、人类活动干扰及景观组成等因素也可能对消落带植物群落构成有影响。研究消落带植物空间分布及其与生境的关系,以期为科学认识消落带、保护水库环境提供依据。     

豚草入侵对新疆伊犁河谷林下本地草本植物群落结构的影响

为探究外来入侵植物豚草（Ambrosia artemisiifolia）对本地植物群落结构的影响,结合区内林下草本植物调查和室内分析方法,分析了豚草不同入侵压力下（无入侵、轻度入侵、中度入侵、重度入侵）本地草本植物丰富度、盖度等特征,探讨了地形、气候、土壤、光照、人口密度等外部因素与豚草种群特征、本地植物群落结构之间的关系。结果表明：豚草种群盖度与其高度、密度、生物量显著正相关。与对照相比,轻度入侵下本土草本植物Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数显著增加,丰富度、盖度未出现显著差异。随着豚草入侵程度加剧,本地草本植物物种丰富度、盖度极显著降低,样方Shannon-Wiener多样性指数先升高再降低,本土草本植物Pielou均匀度指数差异不显著。冗余分析（RDA）表明,土壤全氮、与道路距离、土壤全磷、郁闭度对研究区植物群落结构影响最大,土壤全氮含量随豚草盖度和生物量增加而减少,距道路越近或光照越强,豚草盖度和生物量越高。增强伊犁河谷地区交通往来货物豚草检验检疫力度、增加林内植被郁闭度或是抑制区内豚草入侵的有效手段。     

The effect of nitrogen and temperature changes on Solidago canadensis phenotypic plasticity and fitness

Phenotypic plasticity is commonly considered to contribute to the invasion success of invasive species. However, the importance of phenotypic plasticity, nitrogen (N) levels and warming to the invasion of invasive species is unclear. The effects of warming and N addition on the morphology, biomass allocation and biochemistry traits of Solidago canadensis and their plasticity were investigated by conducting a pot experiment. The results showed that the effect of N addition on biomass was improved for S. canadensis; whereas warming displayed no significant effect, their positive synergistic interact effect resulted in the overall significant increase in plant performance. The mean phenotypic plasticity indices (MPPI) of biochemistry and total parameters demonstrated a difference between operations, and the higher value was observed in N interaction with temperature treatments than N addition or warming alone. The observed MPPI indicated the biochemistry parameters > morphological parameters > allocation parameters. The MPPI of biochemistry parameters, morphological parameters and total parameters exhibited significant and positive correlations with N level and MPPI of morphological parameters was also significantly positively correlated with the fitness of S. canadensis. These results indicated that the global warming and N addition would make the invaded habitat more suitable for the growth of invasive S. canadensis, and even may effectively increase the invasion risk of S. canadensis through the enhanced phenotypic plasticity, which is a crucial factor to help species deal with the changing environment.     

唐家河自然保护区鬣羚春冬季对生境的选择

１９９８年３月～１９９９年２月在四川省青川县唐家河自然保护区,对鬣羚（Ｃａｐｒｉｃｏｒｎｉｓ ｓｕｍａｔｒａｅｎｓｉｓ）春冬季的生境利用进行了研究。结果表明：影响鬣羚春季生境选择的主要生态因子为人为干扰、植被型、乔木距离、乔木密度、坡度、岩石距离、乔大小和坡位;影响其冬季生境选择的主要生态因子为人为干扰、植被型、坡位、郁闭度、水源、乔木距离、乔木密度、乔木大小、岩石距离、坡向、动物干扰度;鬣羚春冬     

外来养殖鱼类的入侵风险评估及防控对策——以尼罗罗非鱼为例

[目的]筛选合适的指标建立一套外来养殖鱼类的生物入侵风险评估体系,并对外来养殖鱼类的生物入侵防控提出对策建议。[方法]通过文献资料的收集和整理,对外来养殖鱼类中典型入侵物种的入侵过程、影响危害和入侵生物学特性进行分析和归纳,从适应能力、繁殖能力、扩散能力3方面指示其入侵性;从对生物的影响和对环境的影响2方面指示其生态影响;从自然因素和人为因素2方面指示环境可入侵性,以上述3方面为框架进行评估体系构建。[结果]筛选20个指标构建了外来养殖鱼类的生物入侵风险评估体系,并举例说明该评估体系的应用。从法规政策、科学研究、治理技术和公众参与等4个方面针对性地提出外来养殖鱼类生物入侵风险防控对策。[结论]防范和治理入侵生物是一个系统工程。对于外来养殖鱼类的管理,既不能只考虑经济效益而置生态风险于不顾,也不能片面放大外来养殖良种的入侵风险。科学管控的关键在于完善制度建设、加强风险评估、发展防治手段、促进公众参与,使外来鱼类养殖业在严格受控的前提下发挥其经济效益,将其潜在的生态危害效应降到最低。