芦苇与外来植物互花米草在不同CO2浓度下的光合特性比较

以上海崇明东滩湿地外来植物互花米草与本地种芦苇为研究对象,对两者在不同CO2浓度条件下的光合/呼吸-CO2响应机制,光合作用进程及光合特性指标进行比较研究.结果表明：（1）随CO2浓度的增加,互花米草与芦苇的净光合速率增加,暗呼吸速率下降;（2）互花米草与芦苇的光合/呼吸-CO2响应机制不同,互花米草表现出更高的表观羧化效率（CE）和暗呼吸速率（R）;（3）互花米草的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）及蒸腾速率（Tr）在400μmol/mol CO2浓度下均高于芦苇,在1000μmol/molCO2浓度下则显著下降,表现出对设定环境因子和高CO2浓度胁迫的光合生理响应.本项研究通过对入侵植物互花米草与本地种芦苇的在特定时间段内的光合特性比较研究,将有助于揭示互花米草和芦苇的CO2-光合适应机制,为解释互花米草生长迅速,生产力高,竞争性强的生理生态学特性提供实验依据.     

三种盐胁迫对互花米草和芦苇光合作用的影响北大核心CSCD

互花米草(Spartina alterniflora)的入侵给海岸带盐沼生态系统的结构和功能带来了显著影响。互花米草盐沼中的硫含量高于附近的土著芦苇(Phragmites australis)盐沼。为探讨硫元素对互花米草和芦苇竞争过程的可能影响及其作用机制,以50mmol·L–1的Na2SO4和Na2S对互花米草和芦苇进行处理,分析处理前后5天内两种植物光合气体交换和叶绿素荧光指标变化的差异,实验另设等Na+浓度的Na Cl处理作为比较。研究发现:Na2S对互花米草和芦苇光合作用影响的差异最大,Na Cl次之,Na2SO4最小。Na2S处理后,互花米草净光合速率(Pn)出现显著上升,芦苇Pn值大幅度下降。互花米草的光饱和点(Isat)上升而芦苇的Isat值无变化。表明Na2S处理对互花米草的光合能力有促进作用,但对芦苇的光合能力有抑制作用。Na Cl处理后互花米草Pn值也出现小幅上升,而芦苇Pn值略有下降。Na2SO4处理对互花米草和芦苇的Pn值均无显著影响。除Na2SO4处理的互花米草外,不同盐处理后的互花米草和芦苇非光化学淬灭(NPQ)均出现上升趋势。研究结果表明互花米草对环境硫胁迫的适应能力显著高于芦苇,暗示盐沼高硫环境尤其是硫化物有助于互花米草相对于芦苇的竞争,也很可能是其形成单一植被的重要原因之一。     

互花米草与芦苇耐盐生理特征的比较分析

以天津滨海滩涂外来植物互花米草和本地种芦苇为研究对象,对两种植物根、茎、叶3个器官保护酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶(CAT))和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)、游离脯氨酸、可溶性糖以及质膜相对透性及其季节动态变化进行了测定。结果表明：（1）互花米草体内SOD、POD、CAT酶活性、游离脯氨酸、可溶性糖含量在整个生长季节较芦苇偏低;（2）游离脯氨酸和可溶性糖是互花米草和芦苇体内重要的有机渗透调节物质;(3)两种植物根、茎、叶的质膜相对透性在整个生长季节基本保持稳定,但互花米草质膜相对透过性高于芦苇。该研究有利于解释互花米草适应潮间带生存环境的部分机制,并且从生理生态学特性角度说明其竞争力高于芦苇的原因。     

三种盐胁迫对互花米草和芦苇光合作用的影响

互花米草(Spartina alterniflora)的入侵给海岸带盐沼生态系统的结构和功能带来了显著影响。互花米草盐沼中的硫含量高于附近的土著芦苇(Phragmites australis)盐沼。为探讨硫元素对互花米草和芦苇竞争过程的可能影响及其作用机制, 以50 mmol·L^-1的Na₂SO₄和Na₂S对互花米草和芦苇进行处理, 分析处理前后5天内两种植物光合气体交换和叶绿素荧光指标变化的差异, 实验另设等Na⁺浓度的NaCl处理作为比较。研究发现: Na₂S对互花米草和芦苇光合作用影响的差异最大, NaCl次之, Na₂SO₄最小。Na₂S处理后, 互花米草净光合速率(P_n)出现显著上升, 芦苇P_n值大幅度下降。互花米草的光饱和点(I_sat)上升而芦苇的I_sat值无变化。表明Na₂S处理对互花米草的光合能力有促进作用, 但对芦苇的光合能力有抑制作用。NaCl处理后互花米草P_n值也出现小幅上升, 而芦苇P_n值略有下降。Na₂SO₄处理对互花米草和芦苇的P_n值均无显著影响。除Na₂SO₄处理的互花米草外, 不同盐处理后的互花米草和芦苇非光化学淬灭(NPQ)均出现上升趋势。研究结果表明互花米草对环境硫胁迫的适应能力显著高于芦苇, 暗示盐沼高硫环境尤其是硫化物有助于互花米草相对于芦苇的竞争, 也很可能是其形成单一植被的重要原因之一。     

芦苇光合生理特性动态变化及其影响因子分析

以杭州湾滨海滩涂湿地自然生长的芦苇群落为研究对象,于芦苇生长季(5～11月份)采用LI-6400光合作用测定系统研究其光合生理指标变化规律及其与影响因子的关系.结果发现,芦苇最大净光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP)在生长季节内均表现为先增加后降低的变化过程,且均在7月份分别达到其最大值27.42、3.02和58.85 μmol*m-2*s-1,而表观量子效率(AQE)的变化无明显规律;芦苇Pmax的动态变化主要受叶绿素含量(包括叶绿素a和叶绿素总量)和环境因子(主要包括大气温度、光合有效辐射和相对湿度)的影响,其次是叶片营养元素P、N含量.     

闽江河口湿地植物氮磷吸收效率的季节变化

以闽江河口湿地土著种芦苇与入侵种互花米草为研究对象,测定了二者地上生物量和氮、磷吸收效率.结果表明：芦苇和互花米草地上生物量的季节变化呈典型的单峰值曲线,芦苇夏季地上生物量最大,达到2195.33 g·m^-2,互花米草则秋季最大,达到3670.02 g·m^-2;不同季节芦苇和互花米草氮、磷吸收效率均呈单峰值曲线,芦苇氮、磷吸收效率分别在夏季和秋季达到最高(21.06 和1.12 g·m^-2),互花米草均在秋季达到峰值(26.76和3.23 g·m^-2);芦苇和互花米草的氮吸收效率极显著大于磷(P<0.01),且互花米草的氮、磷吸收效率显著大于芦苇(P<0.05);植物N/P、C/N和C/P对植物氮、磷吸收效率有一定指示意义.     

桂西南不同种源蚬木光合和生长特征的研究

为选择喀斯特特有树种蚬木(Excentrodendron hsienmu)优良种源,采用完全随机区组试验设计,研究了不同种源蚬木光合生理和生长特征的月动态变化。结果表明,蚬木光合生理特性在不同月份、不同种源间差异显著,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率表现出对气候变化的适应,均随月份发生变化。各种源蚬木净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均在8月份最高,4月份和12月份较低。水分利用效率则在8月份最低,4月份和12月份较高。相关分析表明,蚬木各种源苗高与地径、净光合速率均显著正相关,而净光合速率与地径也表现一定的正相关关系,说明净光合速率可作为蚬木生长过程中的指示性监测指标。蚬木大新、武鸣、隆安种源在整个生长季节均表现较高的净光合速率和生长量,以及较低的蒸腾速率,因此,这3个蚬木种源更适合在南宁地区引种种植。     

北部湾大风江口互花米草湿地有机碳储量的分布特征

互花米草被引入我国滨海地区后,经过多年的生长与演替,改变了潮间带原有生态系统的碳储量,而影响机制仍有待深入研究。为进一步探讨互花米草入侵后潮滩有机碳储量演变特征,该文以广西北部湾大风江口入侵约6 a的互花米草湿地为研究对象,分析了2018年8月、11月及2019年1月、3月采集的样品中有机碳及相关理化指标。结果表示:(1)互花米草植物年均地上碳储量为9.68 t·hm~(-2),高于地下根系的5.56 t·hm~(-2);(2)互花米草入侵湿地土壤碳储量显著高于互花米草植物本身,且不同季节中春季土壤碳储量显著高于其他季节;(3)土壤的C/N比值为3.53～9.67,表明互花米草入侵群落有机碳受海源的潮汐输入影响较大;(4)互花米草生态系统总碳储量与土壤碳储量之间呈极显著正相关关系,且季节性变化规律一致;(5)随着入侵时间的延长,互花米草生态系统中有机碳储量呈逐渐增加的趋势,表明互花米草入侵提高了光滩的有机碳储量,并能提高光滩的固碳能力。该文可为科学评价互花米草入侵对光滩碳储量的影响提供参考。     

崇明东滩湿地芦苇和互花米草N、P利用策略的生态化学计量学分析

测定了崇明东滩湿地典型植物群落内芦苇和互花米草各器官及土壤中的N、P含量和N∶P,揭示了它们的季节性动态,并对其N、P利用对策进行了生态化学计量学分析.结果表明:两种植物的N、P含量差异显著且芦苇＞互花米草;不同植物以及同一植物不同器官的N、P含量随生长节律发生明显变化;N、P含量的器官分配模式对于芦苇和互花米草均是叶＞茎＞根;两种植物地上部分和地下部分N、P含量5月＞9月＞7月;芦苇N、P积累量＞互花米草;2种植物地上部分N、P含量差异显著;互花米草生境土壤各月份N含量均高于芦苇生境土壤;P含量仅在5月份高于芦苇生境土壤,其它月份均低于芦苇生境土壤.芦苇叶片N含量与生境土壤N含量相关不显著,叶片P含量与土壤P含量显著正相关;互花米草叶片N含量与土壤N含量极显著正相关,叶片P含量与土壤P含量相关不显著.芦苇和互花米草叶片N∶P与土壤N、P含量及N∶P间相关均不显著.芦苇在生长初期和生长末期的N∶P＜14,表明其生长受到N限制;处于生长旺季时,14＜N∶P＜16,表明其受到N、P共同限制.互花米草在各月份的N∶P＜14,说明其主要受到N限制.总体而言,N素是芦苇和互花米草净初级生产力的主要而经常性的限制因子.     

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。     

Salt tolerance and osmotic adjustment of Spartina alterniflora (Poaceae) and the invasive M haplotype of Phragmites australis (Poaceae) along a salinity gradient

An invasive variety of Phragmites australis (Poaceae, common reed), the M haplotype, has been implicated in the spread of this species into North American salt marshes that are normally dominated by the salt marsh grass Spartina alterniflora (Poaceae, smooth cordgrass). In some European marshes, on the other hand, Spartina spp. derived from S. alterniflora have spread into brackish P. australis marshes. In both cases, the non-native grass is thought to degrade the habitat value of the marsh for wildlife, and it is important to understand the physiological processes that lead to these species replacements. We compared the growth, salt tolerance, and osmotic adjustment of M haplotype P. australis and S. alterniflora along a salinity gradient in greenhouse experiments. Spartina alterniflora produced new biomass up to 0.6 M NaCl, whereas P. australis did not grow well above 0.2 M NaCl. The greater salt tolerance of S. alterniflora compared with P. australis was due to its ability to use Na(+) for osmotic adjustment in the shoots. On the other hand, at low salinities P. australis produced more shoots per gram of rhizome tissue than did S. alterniflora. This study illustrates how ecophysiological differences can shift the competitive advantage from one species to another along a stress gradient. Phragmites australis is spreading into North American coastal marshes that are experiencing reduced salinities, while Spartina spp. are spreading into northern European brackish marshes that are experiencing increased salinities as land use patterns change on the two continents.     

长江口九段沙植物群落研究

长江口九段沙属于发育早期的河口沙洲,植被完全保持着自然演替的早期状况。对九段沙湿地高等植物群落的结构特点及演替特征进行研究。研究结果表明：九段沙湿地植被分布几乎覆盖整个沙岛,生物量丰富。高等植物中多克隆植物,植物群落结构简单,生物多样性低,植被具原生性,群落演替的早期原生特征明显,演替过程在没有引种互花米草之前人为干扰少,互花米草的引种加速了九段沙湿地植被的陆地化演替进程。最后提出保护和开发利用九段沙植被的适应原则。     

互花米草与芦苇光合色素含量对淹水措施的响应

以上海崇明东滩入侵植物互花米草与本地种芦苇为研究对象,研究持续淹水胁迫对两种植物光合色素含量的影响.结果表明：互花米草与芦苇叶片的光合色素基本组成与含量不同,对持续淹水的响应也不同.在持续淹水胁迫下,互花米草叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量降低,叶绿素a／b、类胡萝卜素／叶绿素值提高;芦苇各色素含量升高,叶绿素a／b、类胡萝卜素/叶绿素值基本保持稳定.解除持续淹水胁迫后,互花米草各色素含量逐渐升高,叶绿素a／b、类胡萝卜素／叶绿素值降低,并逐渐接近对照水平;而芦苇各色素含量显著高于对照.两种植物均表现出一定的补偿效应,但芦苇比互花米草更能适应同等程度的持续淹水胁迫.应用持续淹水措施治理互花米草时,可采用本地种芦苇作为治理后湿地恢复的替代植物.     

互花米草入侵对黄河口潮沟形态特征和植物群落分布的影响

互花米草大规模入侵滨海湿地,对潮沟形态特征和植物群落的演变产生重大影响.本研究基于2008-2020年遥感影像,利用3S技术,结合回归分析与统计分析法,分析黄河口湿地互花米草入侵的演变特征,探究其对潮沟形态特征和植物群落分布的影响.结果 表明:2008年以来,黄河口互花米草面积增长迅速,增长速度为4.47 km2·a-...     

丛枝真菌对互花米草和芦苇氮磷吸收的影响

互花米草(Spartina alterniflora Loisel.)是我国海滨盐沼的入侵植物,与土著种芦苇(Phragmites australis)形成了广泛的竞争;已知丛枝菌根(AMF)对不同植物的生长存在差异性影响;但其对互花米草与芦苇之间的种间关系,是否对互花米草入侵芦苇群体产生作用值得探讨.研究对两物种进行了丛枝菌根接种处理,种植模式处理和盐度处理的三因素实验.结果表明:盐度增加使得单种时芦苇、混种时互花米草的AMF侵染率显著下降(p<0.05),而混种时芦苇和单种时的互花米草AMF侵染率受盐度影响不显著(p>0.05).混种时,两种植物的丛枝菌根形成均受对方影响,并且盐度升高使两种植物之间对AMF侵染率的影响发生变化,在淡水生境下混种时,芦苇的AMF侵染率比单种时降低40.5%,互花米草的AMF侵染率比单种时提高了86.9%,均差异显著(p<0.05);在低盐度下混种时芦苇的AMF侵染率比单种时降低24.7%,差异显著(p<0.05),而对互花米草的影响不显著;在高盐度下混种对芦苇的AMF侵染率影响不显著,而使互花米草的AMF侵染率显著降低,降低率比例达78.7%.在淡水生境下,丛枝菌根对芦苇和互花米草的N、P吸收均有显著的促进作用;但是在咸水生境下生长时芦苇的N、P含量主要受盐度的显著影响(p<0.05),随盐度增加而增加;虽然在咸水生境下丛枝菌根仍旧促进芦苇的N、P吸收,但其影响远小于盐度的影响,并且促进效果受到盐度的抑制;但互花米草的N、P含量不受盐度影响.由此可见,接种AMF对这两种植物的氮磷吸收有着不同程度的促进,其作用大小与侵染程度有关,且受到盐度和种植模式的影响.     

Spartina alterniflora invasion increases soil inorganic nitrogen pools through interactions with tidal subsidies in the Yangtze Estuary, China

Invasive alien plants increase both plant N and soil inorganic N pools in many terrestrial ecosystems. This is believed to be the result of altered plant-soil-microbe feedbacks that accelerate N cycling. However, it may also be due to the greater ability of invasive species to uptake lateral N subsidies that can modify ecosystem N dynamics. We conducted manipulative field experiments to determine the impact of smooth cordgrass (Spartina alterniflora) invasion on the N cycling of salt marsh ecosystems in the Yangtze Estuary, China. The results showed that the aboveground plant N and soil inorganic N pools in S. alterniflora marshes, 14.39 and 3.16 g N m(-2), were significantly higher than those in native common reed (Phragmites australis) marshes, 11.61 and 2.29 g N m(-2). These increases after invasion were explained by a significantly higher uptake of dissolved inorganic N (DIN) from tidal subsidies in S. alterniflora marshes (6.59 g N m(-2)) than from those in P. australis marshes (1.61 g N m(-2)), and not by soil organic N mineralization, which was not significantly different between S. alterniflora (6.45 g N m(-2)) and P. australis marshes (6.84 g N m(-2)) during the growing season. Our study indicated that the ecosystem engineering effects of S. alterniflora, which increases the interception of external N input, can be an alternative mechanism that increases plant N and soil inorganic N pools--especially in ecosystems with ample anthropogenic N subsidies, such as the coastal wetlands of China.     

基于CA模型的上海九段沙互花米草和芦苇种群扩散动态

基于1997年以来上海九段沙栽种芦苇和互花米草种群扩散格局的多年现场调查与遥感解译分析,并结合3S技术,构建了适合滩涂盐沼植物种群动态的元胞自动机（CA）模型．结果表明：该模型能较好地模拟九段沙上芦苇和互花米草种群扩散的格局和趋势,并验证了互花米草和芦苇的空间抢先占有模型以及锋面状连续扩散格局;土著植物芦苇与外来植物互花米草占据相同的生态位,而互花米草的种群扩散速度是芦苇的3—5倍,随着九段沙的不断淤涨,互花米草种群的快速扩展还将持续．构建的CA模型有助于深入研究外来物种扩散格局与其生态学过程之间的相互关系,对湿地生物多样性保护和资源管理具有重要意义．     

长江口九段沙湿地不同生境中大型底栖动物群落结构特征分析

2004年10月至2005年1月对九段沙湿地大型底栖动物的群落分布特征及环境因子进行了调查。选取6种主要生境的57个样方,分析大型底栖动物的种类、密度、生物量、多样性指数及均匀度指数等群落特征。共记录到28种大型底栖动物,主要由甲壳动物、环节动物、软体动物及昆虫幼体组成,优势种为谭氏泥蟹(Ilyrplaxdeschampsi)、光滑狭口螺(Stenothyraglabra)、堇拟沼螺(Assimineaviolacea)、绯拟沼螺(A.latericea)和霍甫水丝蚓(Limnodriuhoffmeisteri)。6种生境类型中以低潮位光滩大型底栖动物种类最为丰富,但其密度最低;海三棱藨草(Scirpusmariqueter)带底栖动物密度最高,并且其均匀度与其他生境存在显著差异;互花米草(Spartinaalterniflora)带下底栖动物的种类组成与其他生境有一定差异,但种类数、密度和多样性处于平均水平,总体群落结构没有显著差异。