生物入侵: 中国学者面临的转化生态学机遇与挑战

今天,乘坐飞机长途旅行已是一件太普通不过的事情了,我们可以在不到一天的时间内到达世界的任何大城市.在我们的孩提时代,世界大城市是‘那么的遥不可及,而今只不过是邻近的"小村落"而已,世界变得越来越小.近代技术革新所带来的空间上的相对变小不仅给我们人类的各种交往和商业活动带来了便捷,而且也有助于生物物种越过自然的物理屏障,进行快速和低风险的长距离扩散,从而重塑物种的分布区.从这种意义上来说.全球化就像地质事件一样,对物种的分布区产生着深刻的影响.就全球范围来看,由人类有意或无意"嫁到"新的地理分布区的物种总数可能已达到50万种之多(Pimentel et a1..2001).     

中国外来陆生草本植物: 多样性和生态学特性

构建包含基本生物学和生态学信息的外来物种数据库不仅对理解生物入侵分布格局至关重要, 同时也是制定外来种管理策略和解释生物入侵过程的重要一步。作者在前人研究的基础上构建了中国外来陆生草本植物数据库, 共收集到中国外来陆生草本植物800种, 分属37目72科; 其中约有60%集中在菊科、豆科、仙人掌科、禾本科、十字花科等10个优势科。中国外来陆生草本植物主要来源于美洲(407种, 占总数的47%), 主要分布在南亚热带—热带区(46%, 密度为4种/10⁴km²), 其次为温带湿润区(26%, 密度约2种/10⁴km²)和亚热带区(23%, 密度约2种/10⁴km²), 旱—寒区(5%, 密度小于1种/10⁴km²)分布较少。从生活型上看, 以多年生 (293种, 40%)和一年生 (272种, 37%)为主; 而从生境类型来看, 约有一半(46%)分布于“高养分高干扰”类型的生境。约有80%的物种属有意引入, 因此有意引入是陆生外来草本植物进入中国的主要途径。近2个世纪来, 外来陆生草本植物进入中国的速度快速增加, 约90%的物种在这个时期进入; 而近半个世纪以来, 外来陆生草本植物进入中国的速度快速增长, 约60%的物种在这个时期进入中国。本文所提供的中国外来陆生草本植物的生物学和生态学特征, 可以为管理层制定外来种相关管理和控制策略提供参考信息。     

福建外来入侵植物初步研究

经野外调查和整理分析文献资料,初步认定福建省外来入侵植物并已归化的种类约73种,分属于29科,其中菊科种类最多,有16种。从来源看,来自美洲的有59种,占80.82%。入侵植物中包括6种2003年国家环保总局公布的首批外来入侵物种。文中还对这些外来入侵植物的危害、入侵途径及其防治对策进行讨论。     

入侵植物喜旱莲子草和本地种接骨草光合生理特征对增温响应的差异

利用红外加热器模拟增温,比较入侵植物喜旱莲子草和本地种接骨草的光合特性对增温响应的差异,以预测气候变暖背景下入侵植物的入侵潜力,并为筛选替代控制植物提供依据。结果表明:增温导致喜旱莲子草和接骨草的叶绿素a/b值分别比对照显著提高6.21%和降低5.55%。无论增温与否,接骨草的叶绿素b含量显著高于喜旱莲子草,而叶绿素a/b值则相反。增温导致喜旱莲子草净光合速率显著提高9.23%,由于气孔导度增大引起蒸腾速率大幅度增加,使得其水分利用效率比对照显著降低10.64%。增温仅导致接骨草的气孔导度显著增加10.95%,而对其他气体交换特征无显著影响。对照条件下,尽管接骨草的气孔导度和胞间CO_2浓度分别显著低于喜旱莲子草7.03%和4.57%,但是前者的净光合速率和水分利用效率分别显著高于后者10.30%和11.92%。增温条件下,两种植物的净光合速率和气孔导度无显著差异,由于接骨草的蒸腾速率显著低于喜旱莲子草18.02%,故其水分利用效率显著高于后者26.45%。增温、物种及其两者的交互作用对光补偿点、光饱和点、最大净光合速率、暗呼吸速率和初始量子效率等光响应参数影响均不显著。总之,对照条件下,接骨草凭借较高的叶绿素b含量、净光合速率和水分利用效率,比喜旱莲子草具有更强的光合能力。但增温后,接骨草的光合优势被削弱。研究从光合生理角度证明接骨草有望作为喜旱莲子草的替代控制植物,但是未来气候变化背景下喜旱莲子草的入侵潜力可能增强。     

闽江河口红树林土壤微生物群落对互花米草入侵的响应

采用磷脂脂肪酸标记法(PLFA)研究外来入侵植物互花米草对闽江河口湿地红树林土壤微生物群落结构的影响,并探讨其主要影响因素。结果表明:从3种不同植被群落土壤(红树林群落MC、红树林-互花米草混生群落MS、互花米草群落SC)共检测到22种PLFA生物标记,MS土壤微生物PLFA生物标记总量明显高于其他植被群落,3种植被群落土壤理化性质和酶活性的变化趋势为:MCMSSC,表明互花米草入侵后土壤微生物量增加,而理化性质和酶活性均有明显下降,红树林湿地土壤质量发生了明显退化。3种植被群落土壤中含量最高的PLFA生物标记是16:0,16:1w7c,9Me15:0w,18:1w12c。土壤中特征微生物相对生物量存在明显差异,细菌分布量最大,其次是真菌和放线菌,原生动物分布量最小。群落多样性指数呈相似规律,MS土壤微生物类群多样性指数均小于MC,表明互花米草入侵后土壤微生物群落多样性指数均有下降。通过主成分分析,基本能区分出3种不同植被群落微生物群落的特征。土壤理化性质、酶活性间存在相关性,有机碳、全氮、蔗糖酶、过氧化氢酶与革兰氏阴性菌、放线菌呈显著或极显著正相关。研究结果表明互花米草入侵在一定程度上具有影响红树林群落土壤营养代谢循环的潜力,特别是关于碳、氮、磷等的循环及酶活性,改变部分有利于自身生长的土壤环境相关的微生物类群含量,竞争有利环境,迅速扩张实现入侵。     

江西省8种外来植物分布新记录

According to field investigation results, specimen identification and related literatures, eight newly recorded species of alien plants in Jiangxi Province were defined, viz. Amaranthus palmeri S. Watson, Oenothera laciniata Hill, Jacquemontia tamnifolia ( Linn.) Griseb., Ipomoea lacunosa Linn., Solanum sisymbriifolium Lam., Triodanis perfoliata (Linn.) Nieuwl., Erigeron philadelphicus Linn. and Bromus catharticus Vahl. These species have already established population in Jiangxi Province, and some have been invaded. Voucher specimens are deposited in Shanghai Chenshan Herbarium ( CSH) .     

赤水河中游地区外来植物入侵现状及风险评价

根据野外调查及相关文献资料, 探讨了赤水河中游地区外来入侵植物的种类组成、生长特性、分布区类型、分布生境以及来源。结合前人在生物入侵风险评价方面的研究成果及赤水河中游地区外来植物的入侵状况, 建立该区外来物种风险评价指标体系, 进行风险评价与风险等级划分。结果表明: 赤水河中游地区现有外来入侵植物22 种, 隶属于12 科20 属。生活型分析发现, 22 种外来入侵植物全部为草本, 陆生草本最多(19 种), 水生草本2 种, 水陆两栖草本1 种。它们主要侵入林缘、荒地、河边、溪流、农田等生境。从分布区类型来看, 无论是科的分布还是属的分布均以世界分布和热带分布为主。从原产地分析来看, 原产美洲的种类有14 种, 占总种数的63.64%。有11 种入侵植物风险是不可接受的, 10 种需进一步研究, 1 种可接受, 评价结果与其危害现状基本相符。相关部门应高度重视和有效管理,以防对当地生态环境造成更严重的危害。     

2008-2016年间广州市外来入侵植物的变化分析

为了解2008-2016年广州市外来入侵植物的变化,采用文献查阅和实地考察相结合的方式,近期对广州市外来入侵植物进行了调查。结果表明,2016年广州市外来入侵植物共有38科112属144种,比2008年分别增加了40.7%、89.8%和97.3%。新增加的71种植物主要有豆科（Fabaceae） 14种、菊科（Asteraceae） 13种、旋花科（Convolvulaceae） 6种、禾本科（Poaceae） 6种和茜草科（Rubiaceae） 5种。外来入侵植物主要来源于美洲（共104种）,多为陆生草本植物。广州约一半以上的外来植物是通过人为有意引进,进而形成入侵的。恶意和严重入侵的植物种类约占入侵物种总数的40%,表明广州的城市森林生态系统已经面临着严重威胁。因此,需加强对广州市外来植物入侵动态的监测,提高对外来陆生草本植物引入危害风险的评估,并开展对外来入侵植物资源开发和利用的研究,以构建稳定的生态安全格局,保障绿色生态城市建设。     

我国部分国家级自然保护区外来入侵物种的分布概况

基于我国53 个国家级自然保护区外来入侵植物调查与24 个国家级自然保护区外来入侵动物调查数据, 分析了外来入侵物种种类、分布状况等。调查共发现外来入侵物种201 种, 包括入侵植物176 种和入侵动物25 种。52.08%的外来入侵植物已入侵到我国国家级自然保护区, 30 个国家级自然保护区受外来入侵物种影响显著, 52 个国家级自然保护区分布有环保部公布的外来物种。云南纳板河流域国家级自然保护区外来入侵物种数目最多, 为61 种; 小蓬草(Erigeron canadwnsis)在国家级自然保护区中的出现频率最高, 为0.736。外来入侵物种已严重威胁我国自然保护区的生态安全, 亟需对保护区的外来入侵物种采取相应的防控措施, 推进外来入侵物种管理成为保护区管理工作的基本内容。     

从木榄叶片超微结构所受的影响评估外来种拉关木的化感作用

探讨外来速生红树植物拉关木(Laguncularia racemosa)扩张过程中潜在的化感作用,为其入侵风险评估提供参考。通过室内栽培试验测定拉关木根、枝、叶、果的水浸液不同质量浓度(0.1 g·mL^–1、0.5 g·mL^–1)对我国乡土红树植物木榄(Bruguieragymnorhiza)幼苗叶片超微结构的影响。结果表明,在拉关木根、叶、果的水浸液低浓度(0.1 g·mL^–1)处理下,木榄幼苗的叶肉细胞内的叶绿体紧密排列在细胞壁周围,线粒体结构保持完好; 而在拉关木枝的水浸液低浓度(0.1 g·mL^–1)处理下,木榄幼苗叶肉细胞内的液泡轻微皱缩,出现轻微的质壁分离现象。拉关木枝、果水浸液高浓度(0.5 g·mL^–1)处理下,木榄幼苗叶片叶肉细胞的叶绿体内的淀粉粒变多,变大,线粒体内部结构出现降解;拉关木根的水浸液高浓度(0.5 g·mL^–1)处理下,部分叶绿体结构受到破坏,但线粒体结构基本保持较好;而在拉关木叶的水浸液高浓度(0.5 g·mL^–1)处理下,木榄叶片叶肉细胞的超微结构基本保持完好,表明拉关木叶水浸液对木榄幼苗的化感抑制作用弱。本研究中拉关木各器官高浓度(0.5 g·mL^–1)水浸液对木榄幼苗叶片超微结构的化感作用强弱顺序为：枝＞果＞根＞叶。