跨太平洋生物入侵研究展望

跨太平洋生物入侵是当代最受关注、最具影响的生物学现象之一 ,这一过程导致并促进了新东亚 -北美间断分布格局 (与许多众所周知的古间断分布相对应 )的形成。为了更好地了解这一现象以及相关的生物类群 ,我们探讨了以下几个问题 :1)哪些类型的物种参与或可能会参与跨太平洋生物入侵 ,2 )这些入侵种在入侵之后会发生什么变化以及会导致什么样的后果 ,3)为了有效地监控生物入侵 ,我们应该从哪些方面着手研究入侵种及其原生和非原生生境。为了解决这些问题 ,我们应该对原产地和入侵地的这些物种进行比较研究 ,这些研究包括 :1)遗传学 ,2 )生活史 /形态学 (如 :个体大小、种子大小等 ) ,3)生态学 (如 :生活型 /生长型、传粉媒介和竞争对手等 ) ,4 )在原产地和入侵地的地理分布 (如 :分布区的大小、形状以及纬度等 ) ,5 )物理影响因子 (如土壤、水分和气候等 )。这些研究的目的在于 :1)确定外来种在其原生生境中影响其分布的限制因子 ,2 )了解入侵种能够在入侵地成功的原因 ,3)预测可能进一步发生的生物入侵 ,4 )为有效地监控和管理生物入侵提供资料。     

飞虱虫疠霉分生孢子在桃蚜体壁上的附着与入侵

用飞虱虫疠霉（Pandora delphacis)初级分生孢子接种桃蚜（Myzus persicae),24h内定时取样,在扫描电镜下观察孢子的萌发及其对寄主体壁的入侵。结果表明,附着到蚜体表面的孢子在4h内有30－40％已萌发产生芽管,少数是呈叉状分枝的营养生长型芽管。且侵染性芽管的孢子部分孢入体壁蜡质层中,显示孢子有分泌物产生并作用于寄主体壁。接种10h内,侵染性芽管通过顶端膨大的附着胞或直接穿透入寄主体壁。到24h时,产生侵染性芽管的孢子全部侵入寄主体内,寄主体表仅留下少数未萌发的孢子或营养生长型芽管。初级分生孢子在蚜体表面很少产生次级分生孢子,说明桃蚜是适合该菌侵染的寄主。陷入寄主体壁的孢子不因若蚜蜕皮而被去掉,表明该菌对成蚜和若蚜都具有侵染力。     

Effects of exotic plant invasion on soil nitrogen availability

外来植物入侵对土壤氮循环和氮有效性的影响是入侵成功或进一步加剧的重要原因。通过对比相同研究地点入侵区域和无入侵区域的土壤原位氮状态差异, 探讨了外来植物入侵对土壤氮有效性的影响程度和生理生态学机制。基于107篇相关研究文献数据的整合, 发现植物入侵区域相对于无入侵区域土壤总氮、铵态氮、硝态氮、无机氮、微生物生物量氮含量显著增加, 增幅分别为(50 ± 14)%、(60 ± 24)%、(470 ± 115)%、(69 ± 25)%、(54 ± 20)%。土壤硝态氮含量增幅较大反映硝化作用增强, 这可能增加入侵植物硝态氮利用以及喜硝植物的共存。温带地区植物入侵后土壤的硝态氮含量增幅显著高于亚热带地区。固氮植物入侵后土壤的总氮和无机氮含量增幅均显著高于非固氮植物入侵。木本和常绿植物入侵后土壤的总氮含量增幅分别高于草本和落叶植物入侵; 而土壤铵态氮含量的增幅没有显著差异且与固氮入侵植物占比无明显关系; 然而硝态氮含量的增幅普遍较高且与固氮入侵植物占比显著正相关。外来入侵植物固氮功能以及凋落物质量和数量是影响土壤氮矿化和硝化过程的关键因素。该研究为理解外来植物入侵成功和加剧的机制以及入侵植物功能性状与土壤氮动态之间的关系提供了新的见解。     

胶州湾典型河口湿地土壤活性有机碳和酶活性对互花米草入侵的响应

以胶州湾洋河口湿地为研究对象,按照互花米草入侵年份(0、1、5、8年)分层采集土壤样品(0—10、10—20、20—40 cm和40—60 cm),研究土壤活性有机碳(LOC)和酶(脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶)活性的变化,分析土壤活性有机碳和酶活性及两者相关性对互花米草入侵的响应。结果表明:与光滩相比,互花米草入侵增加了表层土壤LOC含量,且随着入侵时间的延长显著增加(P0.05)。同时也改变了土壤LOC垂直分布规律,除光滩和入侵1年样地表现出沿剖面逐渐上升之外,其他样地表现为沿剖面先上升后下降趋势;互花米草入侵提高了河口湿地土壤酶活性,但并未改变酶活性随深度增加而逐渐降低的分布规律。随着入侵时间的延长4种酶活性变化趋势有所差异,过氧化氢酶和蔗糖酶活性变化趋势一致,表现为随入侵时间延长先急剧增加后逐渐减少,而碱性磷酸酶和脲酶活性随着入侵时间的延长逐渐增加。Pearson相关性分析结果显示,土壤LOC和酶活性呈显著负相关且互花米草入侵时间越长两者间相关性越低,8年后无显著相关性。     

互花米草入侵影响下闽江河口湿地土壤有效硅的时空变化特征

2016年1—12月,选择闽江河口鳝鱼滩的短叶茳芏湿地、互花米草湿地以及二者的交错带湿地为研究对象,采用定位研究方法探讨了互花米草入侵影响下湿地土壤有效硅含量的时空变化特征。结果表明:互花米草入侵影响下3块湿地土壤有效硅含量随时间推移整体呈波动上升趋势;互花米草入侵显著提高了鳝鱼滩湿地30—60 cm土层土壤有效硅含量(P0.01),与短叶茳芏湿地相比,交错带湿地和互花米草湿地30—60 cm土层土壤有效硅含量分别增加了8.56%和19.97%,逐步线性回归分析表明土温和电导是影响其变化的重要因素(P0.01)。研究互花米草入侵影响下湿地土壤有效硅含量的变化特征,对于揭示湿地生态系统生源要素硅生物地球化学循环过程以及互花米草入侵及其扩张机制具有重要意义。     

历史因素对土壤微生物群落与外来细菌入侵间关系的影响

群落的组成和结构如何影响其可入侵性一直是入侵生态学的研究热点。然而关于群落可入侵性和群落特征间关系的认知却很不统一。采用交叉互换的试验方法,首先将野外采集的两种长期不同施肥土壤(有机肥和化肥)进行灭菌并回接已方和对方的土壤悬液,研究土壤环境(历史非生物因素)和土壤微生物群落(历史生物因素)对重建土壤微生物群落特征的相对贡献。随后将用红色荧光蛋白标记的青枯菌作为外来种接入重建的土壤中,探究不同土壤微生物群落特征对外来细菌存活数量(前期入侵潜力)和存活时间(后期入侵潜力)的影响。结果表明,历史生物因素对重建土壤的原生动物数量、革兰氏阴性与阳性细菌比等群落特征和外来细菌的存活数量有影响;历史非生物因素对土壤微生物活性、细菌物种多样性和功能多样性等群落特征以及外来细菌入侵土壤后总的存活时间有影响;外来细菌入侵前期状况仅与原生动物数量、革兰氏阴性与阳性细菌比相关,而入侵后期的状况则仅与微生物活性、细菌物种多样性和功能多样性相关。总之,外来细菌在土壤中各时期的入侵潜力和土著微生物群落特征的相关性主要取决于二者是否由同种历史影响因素控制。本研究对于阐明生物群落结构与群落可入侵性之间关系,及指导土壤外来病原菌的防控均具有重要意义。     

土壤灭菌处理对入侵植物南美蟛蜞菊及其伴生种生长的影响

该研究以温室盆栽法对南美蟛蜞菊重度入侵土壤进行高温高压湿热灭菌、添加杀真菌剂灭菌和添加杀细菌剂灭菌的处理后,将三种植株定植96 d后测定各生理指标参数,研究重度入侵土壤中各微生物类群对南美蟛蜞菊及其伴生种金腰箭和狗肝菜生长的影响。结果表明:在杀真菌、杀细菌以及高温高压湿热灭菌和未处理的南美蟛蜞菊重度入侵土壤中,三种植物生长情况均存在较大差异。在高温高压湿热灭菌土壤中南美蟛蜞菊的生长受到显著抑制,与未处理土壤中的生长情况相比,株高降低了17.59%,叶片数降低了38.10%,生物量降低了56.00%,电子传递速率变化不明显。在杀真菌土壤和杀细菌土壤中金腰箭的生长也受到显著抑制,与未处理土壤中的生长情况相比较,杀真菌土壤中的金腰箭株高降低最多(为42.28%),叶片数降低了38.89%,生物量降低了16.99%,电子传递速率变化不明显;在杀细菌土壤中金腰箭株高降低了36.64%,叶片数降低最多(为38.89%),生物量降低了33.67%,电子传递速率升高了11.11%。由此可见,不含微生物的土壤对南美蟛蜞菊生长有较强的抑制作用,不含真菌和细菌的土壤对金腰箭的生长有明显抑制作用。南美蟛蜞菊重度入侵土壤不仅适合南美蟛蜞菊的生长,也适合金腰箭的生长,对狗肝菜影响不大。     

紫茎泽兰叶片水浸液对蚕豆的化感效应

外来入侵植物可以通过淋溶、自然挥发、根系分泌和植株凋落物分解等途径向周围环境释放化感物质,抑制伴生植物的生长、发育。该研究以不同浓度紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)叶片水浸液处理蚕豆(Vicia faba)种子,研究紫茎泽兰叶片水浸液对蚕豆根尖细胞微核、染色体畸变、细胞凋亡、蚕豆幼苗叶片叶绿素和N含量、光合生理特性、生物量的影响。结果表明:(1)紫茎泽兰叶片水浸液处理显著抑制蚕豆根尖的伸长和细胞的有丝分裂,并诱导蚕豆根尖细胞染色体畸变和细胞微核的产生,有丝分裂指数随着叶片水浸液浓度增加而减小,根尖细胞微核率随叶片水浸液浓度增加而增大,高浓度叶片水浸液处理对蚕豆根尖细胞的凋亡及坏死有明显影响。(2)紫茎泽兰叶片水浸液处理引起蚕豆幼苗叶片的叶绿素和N含量显著降低,并导致蚕豆幼苗最大净光合速率和生物量的显著下降。总之,紫茎泽兰叶片水浸液可能引起蚕豆根尖的氧化损伤和抑制根尖的伸长,且叶片水浸液的抑制作用呈现一定的剂量效应。紫茎泽兰叶片水浸液对蚕豆根尖的损伤和抑制作用可能影响了植株对氮素的吸收,进而对蚕豆幼苗光合生理表现以及生物量积累产生显著负面效应。     

近年来中国热带地区外来有害昆虫的种类特征及入侵分析

我国热带地区是外来入侵物种发生与危害的重灾区,近年来外来有害昆虫入侵所引发的生物灾害及生态安全问题日趋严峻。在海南省、广东省、广西壮族自治区、云南省、福建省外来入侵昆虫的调查结果及文献资料的基础上,整理分析了中国热带地区外来入侵昆虫的种类构成、分布、原产地及首次发现地。据统计,2000-2014年我国热带地区的外来入侵昆虫种类共计23种,隶属于6目11科,数量最多的为半翅目(13种,56.52%),其中以粉蚧科和粉虱科居多;热带地区的外来入侵昆虫在不同地区之间的物种数量差异较大,其中海南省最多(19种,82.61%),其后依次为广东省(16种,69.57%)、云南省(14种,60.87%)、广西壮族自治区(12种,52.17%),而福建省最少(9种,占39.13%);在入侵我国热带地区的外来有害昆虫中,原产于亚洲、北美洲的种类最多均为6种,占26.09%,南美洲占21.74%,而从非洲、大洋洲、欧洲传入的分别占8.70%、4.35%、4.35%;外来入侵昆虫的首次发现地位于广东省的有9种,占39.13%,出现在海南省和云南省的各占30.43%、21.74%,出现在广西壮族自治区的为8.70%。阐明我国热带地区外来有害昆虫的种类特征及入侵现状,可为该地区外来入侵昆虫的监测与防控提供一定的依据。     

云南省外来有害生物入侵现状及口岸疫情截获分析

【目的】云南是外来入侵生物的重灾区,了解外来有害生物入侵现状、加强防控尤为紧迫。【方法】从入侵云南外来有害生物类别、入侵途径、造成的损失等方面对云南省外来有害生物的入侵现状进行了阐述,对云南口岸疫情进行统计分析。【结果】按进境检疫物上截获有害生物批次及疫情货物批次统计的国家主要为缅甸、老挝、泰国、越南、荷兰5个国家;按检疫方式分类统计,货检截获批次最多,旅检次之,二者之和占总截获批次的99%;按有害生物类别分类统计,昆虫截获最多,占总截获批次的70.0%至73.9%,杂草、真菌居次,细菌、线虫、病毒、螨类、其他又次之;按货物类别统计,截获有害生物批次最多为粮豆类,占总截获批次的46%。【结论】提出了相应的检疫监管对策与建议,以期为口岸检疫提供参考,降低外来有害生物的入侵风险。