外来植物火炬树(Rhus typhina L.)入侵对不同林型土壤性质的影响

生物入侵在世界范围内广泛发生,严重威胁当地生物多样性和生态系统稳定性。植物与土壤之间的相互作用在决定植物的竞争力以及分布格局中起着重要作用,是影响外来植物入侵力和生态系统可入侵性的一个重要方面。目前,有关研究已成为植被生态学与入侵生态学的研究热点。引自北美的外来植物火炬树(Rhus typhina L.)已成为我国北方主要的入侵木本植物之一。比较了火炬树单优林型、火炬树+刺槐(Robinia pseudoacacia L.)混交林、火炬树+麻栎(Quercus acutissima Carruth.)混交林、火炬树+银白杨(Populus alba L.)混交林4种不同林型的土壤微生物群落结构、土壤酶活性和土壤养分含量特征。结果表明:火炬树单优林土壤细菌、放线菌数量明显高于各混交林型,而真菌数量无显著差异;土壤酶活性方面,火炬树单优林脲酶、过氧化氢酶活性高,土壤磷酸酶活性低;火炬树的入侵显著提高了土壤全碳、全氮、全磷和硝态氮含量,同时明显降低了土壤铵态氮含量。硝态氮含量的增高可能与火炬树入侵造成土壤微生物群落组成变化、土壤硝化速率高有关;而火炬树入侵降低了土壤铵态氮含量,说明该物种可能更易于吸收利用铵态氮。以上研究结果表明,火炬树可以改变土壤生态系统的微生物群落组成和土壤酶活性并影响土壤相关营养元素循环,从而可能使其在与当地植物的竞争中获得优势,为自身的入侵创造有利条件。     

火炬树雌雄母株克隆生长差异及其光合荧光日变化

火炬树(Rhus typhina Linn.)是兼有雌雄异株和克隆生长特性的外来木本植物。分别探讨火炬树雌雄母株克隆繁殖扩散能力的特点,分析其光合荧光反应的差异。采用CIRAS-2光合仪和FMS-2便携调制式荧光仪,并结合样圆调查法,比较火炬树雌雄母株的克隆分株数量和形态生长指标、光合生理参数的日变化特征,揭示火炬树雌雄异株的资源利用效率和对午间强光缓冲保护能力的雌雄差异。研究结果表明:1)火炬树雄性母株的克隆分株形态生长指标及数量均超过了雌性母株,且雄性母株形成克隆分株的年龄早于雌性母株1a;2)火炬树雄性母株的光能、水分和CO2利用效率和净光合速率均高于雌性母株,此结果为雄性母株克隆生长奠定了较为充足的营养基础;3)在晴天自然光的条件下,火炬树雄性母株未出现光抑制,而雌性母株出现了光抑制现象,非光化学猝灭系数(qN)日变化特征显示雌性母株的热耗散程度较高。因此,火炬树雄性母株的克隆生长力强于雌性母株。     

生物入侵——“绿色奥运”不能忽视的问题

几年前,也许你并没有注意过火炬树这种植物,不过现在,假如你在“百度”中搜索“火炬树＋奥运”,就会出现4000多个网页。其中,有不少“防止入侵”和“慎用”一类的字眼,也有不少“美丽”和“常用”的描述。这样一个树种,与北京奥运会有着怎样的关系？种与不种为何会引起这样广泛的讨论？这一切都归于这样一个焦点：生物入侵。让我们来看看,生态学家对这一问题的思考。     

北京地区火炬树的萌蘖繁殖扩散

首次通过调查火炬树单株和火炬树林分的萌蘖繁殖扩散状况和小样方方法调查火炬树林下的乔木树种天然更新,了解火炬树对北京主要植被类型:油松人工林、侧柏人工林、刺槐人工林和灌木丛的扩散入侵情况。调查发现:在北京荒山爆破造林示范区,火炬树单株8a来4 5°扇形单方向扩散的最远距离为8.35 m,扩散萌蘖的最多株数达98株。立地条件差,特别是土层薄,裸露的岩石多是影响火炬树扩散能力的主要因素,但没有对火炬树萌蘖株的生长产生重要影响。扩散的群体中地径以小径阶个体占主体,说明火炬树萌蘖能力旺盛。在已有高大乔木的立地,如侧柏人工林和油松人工林,火炬树虽然能扩散进入,但只是伴生下木,很难形成优势群体;乔木林内光照明显影响火炬树的扩散数量和扩散规律;并且发现有10种北京当地乔木树种能在火炬树林下天然下种更新并且正常生长。分析表明火炬树没有对北京当地乔木群落构成威胁。火炬树能扩散进入邻近的灌木丛,并且扩散进入灌木丛的火炬树明显比扩散进乔木林内的火炬树长得高。火炬树的生物学和生态学特性决定了它是良好的荒山造林的先锋树种,不可能成为顶极群落的优势树种。所以火炬树目前对北京山区自然、半自然森林生态系统没有产生入侵危害。     

火炬树分泌道的发育解剖学研究

本文报道了火炬树分泌道的结构、分布和发育。火炬树的分泌道是由一层分泌细胞及其外侧1—5层薄壁组织细胞组成的鞘细胞所包围。分泌道主要分布于根、茎、叶、花和果实的维管束的韧皮部内,此外,在茎的髓部也存在散生的分泌道。各类器官中的分泌道都以裂生方式发育;营养器官中的分泌道先于维管分子分化,生殖器官中的则后于维管分子的分化。     

火炬树在北美和中国空间分布差异对比及防范入侵措施

火炬树原产于北美洲东部,引进中国后主要栽培于贫瘠土壤上,用于植树造林和保持水土。然而其入侵性和扩散能力较强,管控不当将会严重破坏侵入地生态系统的多样性。采用了GIS和MaxEnt模型相结合的方法,模拟了火炬树在北美和中国地区的适宜分布区域,分析了主要环境影响因素,并利用ROC曲线验证模型结果的准确度。研究结果表明：火炬树在北美和中国的适宜分布区域都主要集中在30°—40°N气候相对湿润地带;影响MaxEnt模型预测结果的关键环境因子都是气候因子;预测模型的AUC值都大于9。但两个地区的部分环境因子的阈值范围存在明显差异,说明在入侵中国后火炬树的气候空间和生态位发生了较大变化,对中国本地的生态系统构成一定威胁。可为防疫监测和林业部门的工作提供参考依据,有助于其制定早期预警和监管措施,从而有效防治中国地区火炬树的入侵和保护生物多样性。     

大造桥虫对火炬树的危害及其发生特点

火炬树ＲｈｕｓｔｇｈｉｎａＬｉｎｎ．原产北美,以其适宜地域广、成林速度快、净化空气作用强、秋后红叶观赏价值高,而成为我地区荒山荒滩主要绿化树种和城乡主要美化树种。１９９４年９月发现,大造桥虫在我区１００ｈｍ２、５年生火炬树上大发生。虫株率１００％,平均虫口密度０．６头／复叶,单叶几乎全被食光,使火炬树失去净化、绿化、美化作用。大造桥虫ＡｓｃｏｔｉｓＳｅｌｅｎａｒｉａ（Ｄｅｎｉｓｅｔ　Ｓｃｈｉｆｆｅｒｍｕｌｌｅｒ）属鳞翅目尺蛾科,国内南方省份多有该虫的分布,而在北方火炬树上大发生成为火炬树的主要害…     

北京引进树种火炬树和水曲柳的光合特征

应用LI-6400便携式红外气体分析仪,研究了北京市两种引进乔木生长旺季的光合作用的日变化规律和光响应曲线.结果表明:①水曲柳和火炬树的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)的日变化均为"双峰"曲线,而水分利用效率(WUE)的日变化为"单峰"曲线,但三者峰值出现的时刻和大小有所不同.②火炬树的光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)均高于水曲柳,但蒸腾速率(Tr)要低于水曲柳.③从光响应曲线来看,两种引进乔木均为阳生植物,其中火炬树对光的适应性范围较广,而水曲柳的耐阴性较强.④逐步回归分析表明:影响光合速率的主要因子是光合有效辐射、气孔导度、胞间CO₂浓度.⑤与原产地进行对比可知:火炬树光合能力有所增加,水曲柳变化不大.研究认为,在北京,火炬树与水曲柳相比具有较强的竞争优势.研究结果可为首都园林绿化树种选择提供科学依据.     

火炬树(Rhus typhina)叶挥发性成分及其对两种叶螨选择行为的影响

火炬树为我国于1959年引进的速生绿化观赏性植物,其生长快,长势旺盛,抗病虫害和抗螨能力强,但还未见到其抗螨性和抗螨机理的研究报道.测定了火炬树叶挥发性成分及其对二斑叶螨Tetranychus urticae Koch和山楂叶螨Tetranychus viennensis Zacher选择行为的影响,利用固相微萃取(Solid phase microextraction, SPME)采集、GC-MS测定火炬树叶挥发物,"Y"型嗅觉仪分别测定挥发物对两种叶螨选择行为的影响.结果表明,火炬树叶挥发性成分含量由高至低依次为4,6-二特丁基-2-甲基苯酚、4-庚醇、3,7,11-三甲基-2,6,10-二十二三烯-1-醇、丁基化羟基甲苯、α-法呢烯、十八烯、4-甲基-1-丙烯-3-醇、水杨酸甲酯和苯甲酸乙酯等;在两组气味源(火炬树叶与苹果树叶、火炬树叶与空气)中,二斑叶螨对火炬树叶的选择率分别为9.3%和28.9%,山楂叶螨则分别为5.6%和28%,与对照差异显著,但种间差异不显著.因此可以看出,火炬树叶挥发物对叶螨的选择行为具有一定的影响.     

火炬树未对北京地区的自然生态系统构成威胁

2005年10月25日北京生态学学会《新世纪北京生态论坛》在中国科学院植物研究所召开。张新时院士主持了这次研讨会,北京师范大学生命科学学院刘全儒教授、北京市林业局植物保护站陶万强高级工程师、中国科学院植物研究所蒋高明研究员和王光美博士、中国老年科学家协会植物学分会陈佐忠研究员、董保华研究员和杨宗贵副研究员分别做了题为“北京外来物种入侵的现状与对策”.