土壤水分条件对克隆植物互花米草表型可塑性的影响

在互花米草草滩挖掘沙蚕是海岸带常见的行为,会造成土壤结构松散,蓄水能力下降,局部土壤水分含量低.能否利用这些条件,降低互花米草种群的入侵性,并进而对互花米草的控制提供对策是一个重要的生态学命题.为此,实验模拟3种不同土壤蓄水条件,并测定互花米草在该条件下的形态与存活指标、克隆特征参数及生物量积累与分配格局.结果表明:土壤水分条件对互花米草的叶长和根状茎生物量均没有显著影响(p> 0.05);而其株高、分枝强度、克隆存活数、克隆存活率及地上生物量在各土壤水分条件间差异显著(p< 0.05);在低水分条件下,互花米草的芽数、基茎粗、地上生物量比和叶生物量比均显著低于其他两组处理(p< 0.05),地下生物量比则显著高于其他两组处理(p< 0.05);在中等水分条件下,互花米草的根状茎长、根状茎节数、地下生物量和茎生物量比与其他两组处理差异不显著(p> 0.05),而在其他两组处理间差异显著(p< 0.05);在高水分条件下,总生物量、茎生物量和根生物量显著高于其他两组处理(p< 0.05),根状茎生物量比则显著低于其他两组处理(p< 0.05),而这些指标在其他两组处理间均差异不显著(p> 0.05).由此推断,土壤水分条件适中有利于互花米草的生长扩张以占领有利的资源环境,而土壤水分条件低则抑制互花米草的生长繁殖,影响其种群延续.     

外来种互花米草入侵模式与爆发机制

互花米草（Spartina alterniflora Loisel）因其促淤造陆和消浪护堤作用显著而被许多国家引种,如今却在侵入地快速蔓延并呈现爆发趋势,对生态系统造成了极大危害,被认为是研究生物入侵生态学和遗传学的模式植物。从种群的入侵力、生态系统可入侵性和入侵通道3个方面探讨互花米草的爆发机制,研究结果表明高遗传分化和基因渗入能力是互花米草爆发的遗传基础,对逆境的高抗性和强竞争力是其快速扩张的保障,而高繁殖系数是互花米草爆发的源泉。我国互花米草种群的早期扩散人为影响超过了自然过程,快速扩张呈现出点源扩散和多点爆发的特点,从而为其种群控制带来困难,同时种子的跳跃式和连续式扩散在互花米草种群维持、更新和爆发中有重要作用,强有力的克隆生长能力也为互花米草种群的连续扩张提供了保障。现阶段要完全控制和根除互花米草是不实际的,但在及时预测预警的基础上,应用成本一效益分析方法,采取有序控制和综合开发利用的策略,仍可望妥善解决互花米草入侵所带来的负面效应。     

大批量测定植物(互花米草)叶面积的一种新方法

叶面积的准确测定是评价生态系统能流、碳流和水分利用的重要基础。目前常用的叶面积测定方法都有其局限性,有些方法快捷、准确,但仅适用于小批量测定;大多数方法很难在较短时间内准确进行大批量测定。本文以互花米草叶面积测定为例,探讨了以扫描仪和叶片干重为基础,结合PHOTOSHOP图像处理技术,大批量、快捷、准确测定植物叶面积的方法——扫描-干重法。结果表明：虚拟正方形叶片边长与叶子像素成幂函数曲线关系,公式为Y=419．85χ^1.9693,R≈1．00;用此公式验证扫描-干重法,相对误差仅为3．651％。用扫描．干重法测得的结果与方格法相比无显著差异P=0．473）,表明该方法是可行的。     

淡咸水轮换浇灌抑制互花米草的克隆生长和繁殖

 作为典型的盐沼植物,入侵种互花米草（Spartina alterniflora）具有较强的耐盐性,能否以淡水或淡咸水的轮换浇灌扰乱其耐盐机制,降低 其生态入侵性,进而寻求其控制对策是一个重要命题。为此,对互花米草进行了6种浇灌处理：单一的淡水（D）或咸水（X）浇灌;1次浇灌转 换,即先淡水后咸水（DX）或先咸水后淡水（XD）;2次浇灌转换,即由淡水开始转而咸水,再转而淡水（DXD）,或由咸水开始转而淡水,再 转而咸水（XDX ）。结果显示,D处理的总生物量最高,与其它各处理均差异显著（p<0.05）,且是X处理的1.67倍;DXD和XDX处理的总生物量 最低,与D和X处理的差异显著（p<0.05）,两者均约为D处理的50%。浇灌处理对根冠比、茎重比、叶重比和根茎重比的影响不明显,对根重比 有较大影响,X处理的根重比最高,与D处理的差异显著 （p<0.05）,但与DX、XD、DXD和XDX处理之间的差异不显著。D处理的克隆生长新生总 株数（Propagule）最多,与其它处理均差异显著（p<0.05）,且是X处理的1.34倍;DXD和XDX 处理的新生总株数最少,与D和X处理的差异显著 （p<0.05）,仅为D处理的55%。浇灌处理对分蘖的影响明显,DX和DXD处理的分蘖数分别是D处理的62%和50%;XD和XDX处理的分蘖数分别是X处 理的50%和47%。就开花株数而言,X处理显著高于其它处理（p<0.05）;DXD和XDX 处理的开花株数为0。因此,持续的淡水浇灌可能会促进互花 米草的生物量积累,并且采取快速的克隆生长为主的繁殖策略;而在淡水和咸水交替的生境下,互花米草的生物量积累、无性和有性繁殖能力 都会受到抑制。     

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。