入侵植物黄顶菊与本地植物的竞争

温室和田间试验条件下,对黄顶菊与4种本地植物(马唐、牛筋、反枝苋和苘麻)在3种混生比例下的竞争效应进行了研究.温室试验结果表明:黄顶菊与马唐或牛筋混生所占比例低时,其株高受到明显抑制,在混生比例相同或黄顶菊所占比例高时,其株高未受到抑制;与反枝苋或苘麻混生时,黄顶菊的株高受到明显抑制,而反枝苋和苘麻的株高未受到抑制;黄顶菊与这4种本地植物混生,相对产量总和接近1;与马唐混生时,黄顶菊在高比例下的相对产量与1接近,而在其他比例下的相对产量均<1;与牛筋、反枝苋和苘麻混生时,黄顶菊的相对产量均显著<1;与4种本地植物混生,黄顶菊的竞争攻击力系数均<0.田间试验和温室试验结果一致.研究表明,黄顶菊与马唐、牛筋、反枝苋和苘麻利用相同的营养资源,其竞争力比供试的本地植物弱.     

入侵植物飞机草与4种牧草的竞争效应

【背景】飞机草是我国危害最严重的入侵植物之一,目前仍缺乏可持续的控制手段。【方法】运用De Wit取代试验研究法,设置2株·盆-1(42.42株·m~(-2))、4株·盆-1(84.84株·m-2)和8株·盆~(-1)(169.68株·m~(-2))3种密度,分别研究杂交狼尾草、木豆、山毛豆和宽叶雀稗与飞机草的竞争效应,以明确4种牧草对飞机草的替代控制潜力。【结果】3种密度下,杂交狼尾草和木豆均可以显著抑制飞机草的生长,其竞争平衡指数显著大于0,说明杂交狼尾草和木豆的竞争力均大于飞机草;山毛豆和宽叶雀稗的相对产量均显著小于1,其竞争平衡指数均显著小于0,说明山毛豆和宽叶雀稗的竞争力小于飞机草。【结论】杂交狼尾草和木豆可用作飞机草的替代控制植物。     

三种牧草植物对黄顶菊田间替代控制

在田间条件下,采用替代试验对比研究了3种1年生牧草——高丹草、紫花苜蓿和欧洲菊苣与入侵我国华北地区的一种外来植物黄顶菊之间的相对竞争表现;通过设置不同牧草与黄顶菊组合的替代比例(牧草与黄顶菊分别单种及1∶1、1.5∶1和2∶1比例混种),建立了3种牧草与黄顶菊的田间替代试验区。结果表明:随着3种牧草替代比例的增加,其盖度也逐渐上升,均对黄顶菊表现不同程度的抑制,其中高丹草出苗较黄顶菊更早且具有更强的遮阴能力,在各混种替代组合中完全抑制了黄顶菊生长,抑制率达100%;紫花苜蓿和欧洲菊苣与黄顶菊的混种种群中,黄顶菊的生物量、株高等均极显著低于对照,且在中等替代比例(1.5∶1)下对黄顶菊的抑制效果为最佳,抑制率分别为87.7%和96.2%;在与3种牧草竞争的条件下,黄顶菊相对产量均显著1.0,表明黄顶菊种间竞争显著小于种内竞争,使该外来种生长受到有效抑制。在黄顶菊已入侵和易于入侵的生境建立牧草替代种群是进行生态重建和保持当地生物多样性的有效手段。     

四种牧草植物替代控制对黄顶菊入侵土壤细菌多样性的影响

土壤微生物群落与植物的生长发育密切相关, 入侵植物可以改变入侵地土壤微生物类群, 使土壤理化性质发生变化, 从而促进其入侵过程。该文通过比较高丹草(Sorghum bicolor × S. sudanense)、向日葵(Helianthus annuus)、紫花苜蓿(Medi- cago sativa)和多年生黑麦草(Lolium perenne)4种替代植物与黄顶菊(Flaveria bidentis)混合种植(以下简称混种)后不同时期的土壤细菌多样性的变化, 揭示土壤细菌群落对黄顶菊入侵及替代管理措施的响应规律。结果表明, 单独种植(以下简称单种)黄顶菊的土壤细菌多样性下降, 并且在整个生长期多样性指数多数情况下低于高丹草、向日葵、紫花苜蓿和多年生黑麦草单种或与黄顶菊混种的土壤。当4种替代植物与黄顶菊混种后, 土壤细菌16S rRNA的变性梯度凝胶电泳(DGGE)图谱与它们分别种植时存在明显差异, 且不同生长期各个混种土壤都有特征细菌群落。4种替代植物单种或与黄顶菊混种的土壤细菌Shannon多样性指数变化规律与植物生长发育趋势相同, 7月份达到高峰, 8月份开始降低。总之, 黄顶菊入侵降低了土壤细菌群落多样性, 4种替代植物与黄顶菊混种后, 又可提高土壤细菌群落多样性, 这种变化对黄顶菊成功入侵和替代防控具有重要作用。     

施肥与竞争生长对入侵植物黄顶菊和本地植物光合特性的影响

【背景】黄顶菊具有较强的生态适应性和竞争能力,可压制或排挤本地物种,形成单优势种群,进而导致当地生物多样性下降。【方法】选取黄顶菊入侵域的4种伴生植物益母草、苘麻、马唐、反枝苋为研究对象,采用LI-6400便携式光合仪测定入侵植物黄顶菊与这4种植物竞争生长过程中的光合特性,并研究施肥对不同植物与黄顶菊竞争生长过程中光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度的影响。【结果】竞争生长对黄顶菊净光合速率的影响与本地植物种类密切相关,施肥促进了黄顶菊的净光合速率;竞争生长显著抑制了益母草、马唐和反枝苋的净光合速率,促进了苘麻的净光合速率,施肥增强了这4种植物的净光合速率。竞争生长对益母草和苘麻蒸腾速率的影响显著,而对其他2种植物的影响较小;与苘麻、益母草和反枝苋竞争生长过程中黄顶菊的蒸腾速率显著降低;施肥显著降低了单种处理中黄顶菊的蒸腾速率。与益母草、苘麻和反枝苋竞争生长过程中黄顶菊的胞间CO2浓度明显降低,施肥处理对黄顶菊的CO2利用率有显著抑制作用。【结论与意义】施肥影响黄顶菊的光合特性,与不同本地植物竞争生长对黄顶菊光合特性的影响不同。本研究结果将为进一步揭示黄顶菊的入侵机制及其综合治理提供理论依据。     

AM真菌影响入侵植物黄顶菊与本土物种狗尾草竞争生长的机理研究

该研究以入侵植物黄顶菊[Flaveria bidentis(L.)Kunt]和本土伴生植物狗尾草为材料,通过筛选出黄顶菊单一优势群落AM真菌,于温室盆栽条件下,采用2物种单播、混播以及接种AM真菌和不接种共6个处理,分析AM真菌对黄顶菊和狗尾草的根系侵染率、相对竞争强度、植株氮磷钾光合利用率、以及丙二醛含量和保护酶活性的影响,探讨AM真菌对黄顶菊与狗尾草竞争生长的机理。结果显示:(1)黄顶菊根际土壤AM真菌共包括4属10种,其中优势种为Glomus constrictum、Glomus perpusillum、Glomus reticulatum;盆栽接种AM真菌后,黄顶菊的根系侵染率显著高于本土伴生植物狗尾草,但接种AM真菌后黄顶菊相对竞争强度显著降低了29.57%,却对狗尾草相对竞争强度无显著影响。(2)接种AM真菌使黄顶菊植株光合氮、磷、钾利用率显著升高,但对伴生植物狗尾草的光合氮、磷、钾利用率均无显著影响。(3)接种AM真菌对黄顶菊植株POD和CAT活性以及MDA含量无显著影响,但显著增加了SOD和APX活性,而伴对生植物狗尾草的POD、CAT和APX活性均显著降低,MDA含量显著提高。研究表明,AM真菌对黄顶菊和狗尾草具有不同的选择性,AM真菌的定植促进了黄顶菊的竞争生长,增加了植株N、P含量、光合养分利用率以及抗氧化酶活性;但显著降低了本土伴生植物狗尾草的N、P吸收以及抗氧化酶活性。因此,AM真菌在竞争生长中对黄顶菊产生了偏利反馈,有助于黄顶菊的入侵。     

黄顶菊与3种本地植物竞争对丛枝菌根真菌种类和多样性的影响

【目的】外来植物黄顶菊对生态环境和农业经济造成了严重危害,了解黄顶菊与3种不同本地植物种植生长对丛生菌根(AM)真菌群落结构和多样性造成的影响,可以从土壤微生物角度进一步解释黄顶菊的入侵机制。【方法】通过同质园小区试验模拟黄顶菊入侵的生态进程,以黄顶菊和3种本地植物狗尾草、藜、黄香草木樨为研究对象,采用AM真菌的形态学鉴定方法,研究黄顶菊与3种本地植物不同种植方式对AM真菌群落结构和多样性的影响。【结果】(1)黄顶菊根际土壤聚集的AM真菌种类与其伴生本地植物种类有关:黄顶菊与狗尾草混种处理中优势种为网状球囊霉和根内球囊霉,而黄顶菊分别与藜、草木樨混种处理中优势种均为网状球囊霉、根内球囊霉和缩球囊霉;(2)黄顶菊分别与狗尾草和黄香草木樨混种处理中AM真菌种类既高于本地单种处理,也高于黄顶菊单种处理,说明随着黄顶菊的入侵和地上植物多样性的改变,AM真菌种类也发生改变;(3)与3种本地植物单种相比,黄顶菊各混种处理和黄顶菊单种处理中黄顶菊根际土壤根内球囊霉的重要值均增加,表明黄顶菊入侵有利于根内球囊霉的生长和发育。【结论】黄顶菊入侵改变了根际土壤AM真菌的群落结构和多样性,AM真菌的改变既与本地植物种类有关,也与入侵程度有关。     

外来入侵种黄顶菊及其伴生植物光合特性初步研究

以不同生育期的外来入侵植物黄顶菊及其4种伴生杂草为材料,在实验网室条件下测定比较了它们的基本光合和叶绿素荧光特性,从而探讨黄顶菊具有高生物量及较强入侵性的原因,为其防控提供理论依据.结果表明:(1)5种植物的净光合速率日变化均呈单峰曲线,黄顶菊净光合速率以现蕾期最高,且大于其他4种伴生杂草;(2)3个生长时期的黄顶菊水分利用效率低于棒头草,高于齿果酸模和曼陀罗,而与反枝苋相当,显示较高的抗旱性;(3)影响5种植物光合速率主要因子为非气孔因素,影响黄顶菊以及棒头草、反枝苋等的主要生态因子是光合有效辐射,显示出其较强的喜光特性;(4)5种植物在午间较强的光照条件下均发生了不同程度光抑制,处于现蕾期和开花期的黄顶菊以及其余3种植物午间的Fv/Fm有轻微下降,其PSⅡ实际光化学效率维持在较高的水平.可见,黄顶菊具有较强的光合能力,更适应于在夏季高温干旱的环境下生长,从而表现出较强的入侵性.     

不同植物(组合)对入侵杂草黄顶菊功能性状的影响

【目的】外来植物的入侵能力与其性状之间的关系是入侵生态学中的基本问题之一。外来植物成功入侵具备哪些植物功能性状,一直是研究的热点问题,研究和把握这些性状对外来植物的入侵机理研究具有重要的现实意义。【方法】利用同质园实验,以入侵植物黄顶菊为研究对象,设置不同的植物(或组合)与黄顶菊竞争处理,研究不同植物(组合)对黄顶菊植物功能性状的影响,从而探究不同植物对黄顶菊的抵御能力。【结果】地肤、苘麻、苏丹草和苏丹草与地肤、黄花草木樨组合对黄顶菊有一定抑制作用,混种处理中黄顶菊的生物量、分枝数、株高显著低于黄顶菊单种处理,且对叶片功能性状、根功能性状、植株的全C和全N量等都有一定程度的影响。而反枝苋、反枝苋和紫花苜蓿组合对黄顶菊的生长有一定的促进作用,混种处理中黄顶菊的生物量与全C、全N含量较单种黄顶菊显著增加。【结论】不同植物与黄顶菊竞争生长对黄顶菊的影响不同,地肤和苘麻可以显著地抑制黄顶菊的主要功能性状生长发育,而反枝苋和紫花苜蓿促进黄顶菊生长发育。     

3种本地植物与入侵植物紫茎泽兰的竞争

为筛选替代控制紫茎泽兰的本地植物及探讨提高替代控制效率的方法,通过盆栽实验并利用相对产量(RY)和竞争攻击力系数(A)衡量了3种本地植物与紫茎泽兰的竞争关系,同时评估了活性炭(AC)、杀真菌剂(FC)和二者联合(AC+FC)对它们竞争的影响。结果表明：(1)不添加任何物质条件下：紫茎泽兰与南酸枣混种时,紫茎泽兰的生物量明显高于单种(P<0.05),其RY和A分别显著大于1和0(P<0.05);紫茎泽兰分别与假地豆和狗尾草混种时,紫茎泽兰的株高和生物量均明显低于单种(P<0.05),其RY和A均分别显著小于1和0(P<0.05)。说明紫茎泽兰的竞争力强于南酸枣而弱于假地豆和狗尾草,假地豆和狗尾草可以在一定区域作为替代控制紫茎泽兰的潜在目标植物。(2)与不添加任何物质相比,紫茎泽兰与南酸枣混种时,AC、FC及AC+FC处理增加了紫茎泽兰的根冠比,降低了其地上生物量比,也降低了南酸枣的生物量(P<0.05);紫茎泽兰与假地豆混种时,AC和AC+FC处理增加了假地豆的株高和生物量,FC处理增加了紫茎泽兰的株高(P<0.05);紫茎泽兰与狗尾草混种时,AC和A...     

不同盐胁迫对外来植物黄顶菊生理特征的影响

以外来植物黄顶菊幼苗为材料,通过室内盆栽实验比较不同盐度中性盐(NaCl)和碱性盐(Na2CO3)胁迫对其生长和生理指标的影响。结果表明:(1)两种盐胁迫均能不同程度引起黄顶菊叶片细胞膜的完整性损伤和叶片电解质外渗率升高,且Na2CO3的伤害更严重;黄顶菊植株叶内丙二醛含量在各盐度NaCl胁迫处理下无显著变化,而在Na2CO3处理下却显著升高,且150 mmol/L Na2CO3处理叶内达到最高值(2.284×10-2μmol.g-1FW)。(2)黄顶菊的生长在低盐度的NaCl(50 mmol/L)处理下受到一定的促进,而相同盐度的Na2CO3下却受到明显抑制;经NaCl处理的黄顶菊地上部分和地下部分日相对生长率均大于相同盐度的Na2CO3处理。(3)黄顶菊叶内可溶性糖和游离脯氨酸含量在NaCl胁迫处理中变化不显著,而它们在Na2CO3处理植株中却变化显著,两者在200mmol/L Na2CO3处理植株叶内分别达到177.3μmol.g-1FW和4.21 mg.g-1DW;NaCl处理的黄顶菊地上部分含水量明显高于相同盐度下的Na2CO3处理,而两种盐对黄顶菊地下部分相对含水量的影响不显著。研究发现,黄顶菊对于中性盐渍土具有较强的耐性和抗性,而在碱性盐渍土上的侵入和发展均受到一定的抑制。     

火与外来植物相互关系的研究进展

入侵种对本地的生态系统和生物多样性均有不良的影响,严重的会造成物种的灭绝和生态系统的崩溃,这已在全球范围引起广泛关注.在植物外来种与火生态因子的作用研究中发现,火与外来种的关系随物种生物学特性、火作用的时间、频度、强度不同而不同,火有时会有效地抑制外来种的生长和入侵,有时会促进一些外来种的生长和入侵.反之,一些外来种会对火的产生起到积极的作用,一些外来种又会抑制火的发生.火作为控制入侵种的一种方法,经科学地运用,可对某些入侵种起到有效的控制作用.     

不同混种密度下杀真菌剂对黄顶菊与反枝苋种间竞争的影响

为探究AM真菌共生对黄顶菊(Flaveria bidentis)与本地物种间竞争关系的影响,开展了不同种植比例条件下杀真菌剂对黄顶菊与反枝苋(Amaranthus retroflexus)的种间竞争试验。结果表明:黄顶菊是一种菌根真菌(AM)高度依赖性植物,杀真菌剂处理对其竞争效应产生了显著影响;在添加杀真菌剂条件下黄顶菊的相对产量在黄顶菊与反枝苋种植比例为1∶2、1∶1、2∶1条件下均1.0,而反枝苋的相对产量均1.0,且两者混种时的相对产量总和在黄顶菊与反枝苋种植比例为1∶2、1∶1、2∶1条件下均1.0,这说明反枝苋相对于黄顶菊而言是一种较强的竞争者,两者需要相同的资源;不添加杀真菌剂条件下,黄顶菊植株全氮、全磷含量分别增加1.1~1.6倍和1.1~1.2倍,而反枝苋的全氮、全磷含量无明显变化;AM真菌共生可能通过菌根介导的化感互作影响外来入侵植物与土著植物竞争格局,且受外界环境条件影响,这种共生关系可以减缓外界胁迫对共生植物不利的影响。     

黄顶菊入侵对土壤养分和酶活性的影响

比较了外来植物黄顶菊不同入侵程度土壤养分和土壤酶活性变化规律,探讨了外来植物入侵对土壤生态的影响机制。结果表明,与裸土和本地植物土壤相比,黄顶菊入侵显著提高了有机质、全氮、硝态氮和铵态氮的含量,而全磷和速效磷的含量有所下降,且随着入侵程度增强趋势更为明显。重度入侵土壤有机质较本地植物土壤提高5.7%,全氮提高23.4%;而重度入侵土壤全磷含量只有本地植物的85%,土壤速效磷含量则下降了50%。黄顶菊重度入侵土壤和轻度入侵土壤脲酶含量分别为0.04和0.03mg.g-1.24h-1,均显著高于裸土和本地植物土壤,土壤磷酸酶活性变化规律与之类似,而多酚氧化酶无明显的变化。黄顶菊入侵可以改变土壤养分和土壤酶活性,创造对自身生长有利的土壤环境,并借此增强其竞争能力,实现种群的进一步扩张。     

外来植物黄顶菊（Flaveria bidentis）的研究进展

黄顶菊(Flaveria bidentis)是近年来新发现的一种外来植物,隶属菊科黄菊属,为一年牛草本,是较为少见的双子叶C4植物.黄顶菊异常强大的繁殖能力和牛存能力已使其成为一种潜在的入侵植物.对黄顶菊的译名、生物及生态学特性、遗传学及次生代谢产物的研究状况进行了概述;重点对黄菊属植物的系统进化史、光合生理特性与C4途径演化的关系,以及黄顶菊体内碳酸酐酶、NADP-苹果酸酶、苹果酸脱氢酶Rubisco及其活化酶等C4光合重要酶的分子及基因工程研究进行了综述;并对今后的研究提出了展望.     

Models of Experimentally Derived Competitive Effects Predict Biogeographical Differences in the Abundance of Invasive and Native Plant Species

Mono-dominance by invasive species provides opportunities to explore determinants of plant distributions and abundance; however, linking mechanistic results from small scale experiments to patterns in nature is difficult. We used experimentally derived competitive effects of an invader in North America, Acroptilon repens, on species with which it co-occurs in its native range of Uzbekistan and on species with which it occurs in its non-native ranges in North America, in individual-based models. We found that competitive effects yielded relative abundances of Acroptilon and other species in models that were qualitatively similar to those observed in the field in the two ranges. In its non-native range, Acroptilon can occur in nearly pure monocultures at local scales, whereas such nearly pure stands of Acroptilon appear to be much less common in its native range. Experimentally derived competitive effects of Acroptilon on other species predicted Acroptilon to be 4–9 times more proportionally abundant than natives in the North American models, but proportionally equal to or less than the abundance of natives in the Eurasian models. Our results suggest a novel way to integrate complex combinations of interactions simultaneously, and that biogeographical differences in the competitive effects of an invader correspond well with biogeographical differences in abundance and impact.     

Interaction between Some Pasture Species and 2

Possible control options are investigated for the introduced Hieracium weeds, particular problems in South Island high country, New Zealand. In a pot experiment regression of input to output ratios of above ground biomass over successive harvests, from binary mixtures was used to determine the competitive interaction between 13 pasture species and two Hieracium species, H. pilosella and H. praealtum, in a low fertility soil. Treatments also included a factorial of presence or absence of compartments separating root and shoots of species. Species differed in their mean growth rate, relative to Hieracium species. The ranking of mean growth rate relative to H. pilosella was Trifolium repens (best), Bromus inermis, Sanguisorba minor, Festuca novaezelandiae, F. rubra, Arrhenatherum elatius, Anthoxanthum odoratum, Lotus corniculatus, Hypochoeris radicata, Trifolium repens, T. hybridum, T. medium and Astragalus cicer. Shoot partitions decreased Hieracium's interaction with white clover while root partitions increased interaction with B. inermis. However, the rates were not related to the proportion of Hieracium in the mixtures, indicating a general lack of specific competitive effects against Hieracium.     

外来物种黄顶菊花器官分化的初步研究

利用扫描电镜(SEM)观察了黄顶菊(Flaveria bidentis(L.)Kuntz)花序发育过程中蝎尾状聚伞花序、头状花序和小花的形成.黄顶菊的花序由主轴及一至三级分枝组成,各级分枝交互对生,形成方式相同.植株主轴和侧枝顶端的每个花序由3～6个蝎尾状聚伞花序密集而成;每一蝎尾状聚伞花序由5～15个头状花序组成;每一头状花序中有4～11枚小花.小花分化顺序为5个花冠原基、5个雄蕊原基和2个心皮原基.2007年,天津地区黄顶菊的花期是7月下旬到9月下旬.7月中旬,花序和花器官原基不断形成并分化,至花器官成熟经历的时间约15 d.     

施磷和杀真菌剂对黄顶菊生长及生理代谢的影响

以黄顶菊为供试植物,通过盆栽试验研究土壤真菌在其入侵过程中的作用,揭示黄顶菊入侵的土壤微生物学机制.试验设置5个施磷( KH2PO4)水平(50 mg·kg-1CaSO4,缺磷处理,P0;空白,不加磷处理,P1;20 mg· kg-1,P2;40 mg·kg-1,P3;80 mg· kg-1,P4),并通过施用杀真菌剂苯菌灵控制土壤真菌,研究二者对黄顶菊入侵性的影响.杀真菌剂处理显著降低了黄顶菊的菌根侵染率,抑制了植株光合作用,降低了植株生物量、可溶性糖的积累及抗氧化保护酶系统(SOD、POD和CAT)活性,在较高施磷水平时(P3、P4)增加植株全P含量,而对植株叶绿素、可溶性蛋白、全N含量等无显著影响.施用磷肥引起的植物磷营养状况的改变,对土壤真菌具有一定的调控作用,真菌效应的发挥因施磷量不同而发生变化,在缺磷和低磷处理(P0～P2)时,真菌对N、P吸收贡献率表现为正效应;而当施磷量较高(P3、P4)时,贡献率表现为负效应.土壤真菌和养分状况对黄顶菊的生长和生理代谢均有重要影响.