环境因子对杂草紫茎泽兰种子发芽的影响

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spr.)是菊科泽兰属的多年生恶性杂草,它以种子繁殖为主,适应性强,繁殖系数高,传播蔓延甚为迅速,使山区、半山区的林业和牧业生产造成不同程度的危害,引起相应的生态性灾难(薛纪如等,1979;高志明,1981)。且紫茎泽兰本身还含有某些有毒物质,人畜误食就会得病,严重者引起死亡,故而各地群众十分厌恶,把它列为毒草,要求有关部门迅速有效地来防除和控制杂草紫茎泽兰的发生发展(薛纪     

紫茎泽兰入侵地区土壤种子库特征

土壤种子库是植物潜在的种群,其时空分布格局对植物群落的动态与稳定性有着举足轻重的影响,尤其是在受外来种入侵危害地区,土壤种子库的特征对生态系统的恢复和未来植被的结构、功能、组成与动态等更为重要。本文通过野外调查与萌发实验相结合的方法研究了四川攀枝花市紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）入侵地区的植被组成和紫茎泽兰种子雨前后土壤种子库的变化,初步探讨了受入侵地区种子库中包括紫茎泽兰在内的物种的种类与储量情况。结果表明：（1）在紫茎泽兰危害严重的地带,群落组成比较简单,草本层以紫茎泽兰最为丰富,种群构成为1–4年生植株及其荫庇下大量的实生幼苗,Drude多度极大,频度达100%;（2）在土壤种子库中有13种高等植物出现,与植被组成的相似度为0.31;土壤种子库总储量为3,180粒/m^2,其中紫茎泽兰1,950粒/m^2,占总储量的61.3%。种子库各层种子储量不同,上层种子少于中下层,差异不显著（P〉0.05）,在土壤下层（5–10cm层）的紫茎泽兰种子仍然可以萌发;（3）种子雨后,表层土中（0–2cm）紫茎泽兰种子总储量为4,733粒/m^2;紫茎泽兰种子雨后种子萌发出现2个峰值,分别为第9天与第17天,表明土壤中的紫茎泽兰种子会阶段性打破休眠。紫茎泽兰在当地植被和土壤种子库中都占绝对优势,其他物种从种子阶段就开始亏缺,是紫茎泽兰不断更新和难以彻底控制的重要原因。     

紫茎泽兰的光合作用特征及其生态学意义

本文研究了紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng)光合作用强度的变化规律及其与环境主要生态因子的关系,比较了它与某些农作物叶片净光合速率的差异,得到如下结果: 1.紫茎泽兰是一种阳性偏阴的C_3类草本植物,其光合作用的光饱和点约为40000 lx,光补偿点约为700 lx,且具有80 ppm左右的CO_2补偿点。 2.紫茎泽兰的最大净光合速率能达到23毫克CO_2/平方分米·时左右,叶片净光合速率的日变化规律呈双峰曲线型(主峰在10时左右,次峰在16时左右)。在一年中有较长的时间,它的光合速率保持着较高的水平。 3.生长在一般菜园土上的紫茎泽兰,当土壤含水量降至17％左右时,叶片光合速率接近0:而且,受过干旱处理的紫茎泽兰植株,在恢复供水后的第三天,其光合速率只达到原来的53％。 根据以上结果,结合受紫茎泽兰危害地区干湿季分明的特点,提出干季是防除紫茎泽兰的最佳季节。     

紫茎泽兰种群年龄结构动态及对控制的指示意义

外来入侵植物紫茎泽兰 (Eupatoriumadenophorum) 给我国西南地区的经济、社会和环境造成了严重的危害。为了阐明紫茎泽兰种群的年龄结构和未来发展趋势, 为今后的防治工作提供科学依据, 在攀枝花地区设置了 2 0个样地 (10m× 10m), 对 4种不同生境种群的年龄结构、静态生命表和时间序列预测进行了分析。这 4个种群是该地区有代表性类型中紫茎泽兰的种群 :路旁荒地、云南松 (Pinusyunnanensis) 林、阔叶林和阔叶林的林缘。种群年龄结构分析表明, 目前 (几个类型总和 ) 个体数量比重分别为 :幼年期占 92.32 %, 青年期占 6.4 0 %, 成熟期占 2.2 0 %, 衰老期占 0.18%, 个体数量主要集中于幼年期。紫茎泽兰不同种群生命表和存活曲线的分析显示, 紫茎泽兰对 4个种群的入侵过程是路旁荒地→阔叶林林缘→阔叶林→云南松林, 尽管所处的生境差异较大, 但基本属于DeeveyⅢ型, 一年生幼苗死亡率高达 97.30 %, 种群偏离典型曲线的程度与群落受干扰程度强弱有关, 一般由幼年期到青年期和由成熟期到衰老期死亡率较高 (分别为 93.0 7%和 92.0 0 % ) 。时间序列分析表明, 在未来的 3~ 5年中, 紫茎泽兰种群仍然是以青年期和成熟期个体占绝对优势。     

紫茎泽兰个体生物及生态学特性研究

紫茎泽兰为滇南六十年代出现的一种荒山害草。为控制其危害,我们开展了从种子生态学到繁殖特性等一系列的基础研究工作,目的在于掌握其生长发育过程中的薄弱环节,从中提出有效的防除措施。 本文报道了紫茎泽兰的生长发育规律,影响生长的主要生态因素,光合特性,不同年龄级杂革的有性繁殖能力,种子在土层中的分布与萌发,以及无性繁殖特性等。     

原产地和入侵地紫茎泽兰对泽兰实蝇的选择性、卵巢蛋白质含量与解毒酶活性的影响

[目的] 紫茎泽兰是我国危害严重的恶性入侵杂草。比较专一性天敌泽兰实蝇对该杂草入侵前后植株的适应性,是揭示外来植物入侵后适应性机制的重要科学问题之一。[方法] 比较泽兰实蝇对原产地和入侵地紫茎泽兰植株的寄主选择性,并测定寄生于2类植株的上泽兰实蝇卵巢蛋白质含量及乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶活性。[结果] 泽兰实蝇对原产地和入侵地紫茎泽兰的选择无显著性差异;寄生在紫茎泽兰入侵地植株上的卵巢蛋白质含量较原产地植株上更高。解毒酶活力比较表明,入侵地紫茎泽兰上泽兰实蝇的羧酸酯酶活性低于原产地上的,但谷胱甘肽S-转移酶（雌虫）活性比较则相反,乙酰胆碱酯酶活性比较均无显著性差异。[结论] 紫茎泽兰入侵后,专一性天敌泽兰实蝇的适应性有所下降,丰富了外来植物入侵机制中天敌逃逸假说的内涵。     

外来入侵种紫茎泽兰研究进展与展望

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)是20世纪40年代经中缅边境传入我国的一种外来入侵种,原产于中美洲的墨西哥和哥斯达黎加,现已在我国南方和西南地区广泛分布,并且其蔓延速度极快,引起了社会各界的广泛关注。近年来,随着研究的不断深入和拓展,新的研究成果不断涌现,使紫茎泽兰成功入侵的机理性问题不断被揭示出来。该文简要介绍了目前我国关于紫茎泽兰研究的几个热点问题,这些问题主要围绕着紫茎泽兰的分布和预测、入侵扩散机制以及防除方法3个方面展开。其中以紫茎泽兰作为典型外来入侵种来研究其入侵扩散机制的工作最多。该文就目前的研究进展做一综述,并提出今后的研究建议。     

基于GARP模型的紫茎泽兰空间分布预测——以云南纵向岭谷为例

紫茎泽兰入侵会挤占其他物种的生存空间,降低生物多样性和生态系统生产力带来诸多负面生态效应。尽早了解其入侵区域及其潜在扩散区域,对于合理估测其危害并采取正确的应对措施具有重要意义。利用云南纵向岭谷区紫茎泽兰的分布及其环境因：数据,通过GARP模型预测了紫茎泽兰的潜在入侵区域。结果表明：（1）研究区的南部是：茎泽兰最主要的适生区域,除个别地点外,基于GARP的紫茎泽兰适宜分布指数绝大部分在0．5以上;研究区的北部由于地势高和气温低,除一些河谷地段外,紫茎泽兰生长的适宜度较小,适宜分布指数一般在0．5以下。（2）人工神经网络模拟结果与GARP模型基本一致,表现出南部显著高于北部的空间分布特征,在南部的一些局部高山地区,也不适宜紫;泽兰生长和分布。北部地区除一些河流的谷底由于海拔较低,适宜紫茎泽兰生长外,大部分生境不适宜紫荆泽兰生长。     

氮肥和种植密度对紫茎泽兰生长和竞争的影响

紫茎泽兰（Ageratina adenophora）是我国西南热带亚热带地区危害最严重的外来入侵植物之一。本研究在野外设置不同氮肥供给水平和种植密度下的紫茎泽兰、拔毒散（Sida szechuensis）、伏生臂形草（Brachiaria decumbens）和非洲狗尾草（Setaria anceps）的单种和紫茎泽兰与其他3种植物混种的人工群落,从植被-土壤相互作用的角度分析紫茎泽兰的入侵机制。结果表明：单种时4种受试植物均表现了对氮营养的响应,随氮肥水平的升高,根冠比降低,比叶面积升高;通过比较总生物量增幅,氮响应能力非洲狗尾草>伏生臂形草>紫茎泽兰>拔毒散。混种时受试植物与紫茎泽兰的生物量比和株高也表明非洲狗尾草的竞争能力>伏生臂形草>紫茎泽兰>拔毒散;与拔毒散混种的紫茎泽兰以及与 紫茎泽兰混种的伏生臂形草和非洲狗尾草的种内竞争随种植密度的增大而增大,导致种间竞争能力下降,在高种植密度下对混种物种的抑制作用减弱。紫茎泽兰在氮响应能力、竞争能力和表型可塑性方面均强于本地种,可能与其入侵机制有关;牧草的氮响应能力和竞争能力强于紫茎泽兰,其中非洲狗尾草又强于伏生臂形草,可能更适宜于入侵地的替代控制。     

紫茎泽兰对四川省凉山州共生植物种间联结性及稳定性的影响

紫茎泽兰是中国危害最严重的入侵植物之一。为有效预测和评估紫茎泽兰入侵程度,基于2×2联列表,采用χ~2和W检验,联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)、Ochiai指数(OI)、Dice指数(DI)的种间联结性分析和Godron M群落稳定性测定方法,以四川省凉山州危害最严重的入侵植物紫茎泽兰群落为研究对象,分析了西昌市、会理县、会东县、德昌县和普格县紫茎泽兰与其共生植物间的联结性及群落稳定性。结果表明:四川省凉山州与紫茎泽兰共生的植物共有155种,其中草本植物86种,灌木34种,乔木22种,藤本植物10种,蕨类植物2种,苔藓植物1种。χ~2和W检验发现,紫茎泽兰群落主要植物间的总体关联性VR(方差比率)为0.9677,小于1,检验统计量χ~2_(0.95)(50)Wχ~2_(0.05)(50),表明紫茎泽兰群落主要物种间总体表现为不显著负相关。种群间χ~2统计量均小于3.841,说明主要种对间联结性较低,甚至趋于独立,紫茎泽兰群落优势种群对环境的适应性相似甚至相同,但对资源利用存在竞争。种间联结性分析表明,紫茎泽兰群落中20个种对间表现出正相关性,22个种对间则表现出负相关性,或处于完全独立的状态。紫茎泽兰-鬼针草、紫茎泽兰-野艾蒿、紫茎泽兰-马唐和紫茎泽兰-灯笼草种对的共同出现百分率PC值均处于[0.4,0.6)区间内,OI指数和DI指数均大于0.6,一方面说明紫茎泽兰在一定时期内,与鬼针草、野艾蒿、马唐和灯笼草具有相同或相似的生态位需求和对环境的适应性,另一方面说明鬼针草、野艾蒿、马唐和灯笼草等物种对紫茎泽兰抑制其他物种生长特性的抵抗能力较强;群落稳定性分析可知,模型方程与直线方程的交点为51/49,距离稳定交点坐标20/80较远,说明紫茎泽兰群落处于不稳定状态。结论:紫茎泽兰入侵使四川省凉山州原有植物群落处于相对不稳定状态,种间会出现一定程度的分离,以降低竞争强度,从而逐步趋于稳定。该结论可为及早预测和评估紫茎泽兰入侵程度提供一定参考。     

用AFLP技术分析紫茎泽兰的遗传多样性

利用AFLP技术,选择EcoRI/MesI这一酶切组合,应用6对E 3/M 3引物组合进行选择性扩增,检测了24个地区的紫茎泽兰种群的基因组DNA多态性。共扩增出509个遗传位点,其中392个多态位点,多态率为77.01%。有效等位基因数(Ne)为1.50,Nei’s基因多样性指数(H)为0.29,Shannon信息指数(I)为0.42。并通过Jaccard的方法将电泳带矩阵转化为遗传相似性系数矩阵,进行了UPGMA聚类分析。结果表明:被检测的24个紫茎泽兰种群遗传多样性丰富;丰富程度与入侵定植时间有关,最早受紫茎泽兰入侵的云南省遗传多样性最丰富,变异最大,大致分为9个类群,紫茎泽兰的遗传基因可能对该省多样的气候条件或生境产生了明显的适应性变化;新入侵地区的则遗传多样性相对较低,并与云南省临近地区具有明显的种源地的地源性亲缘关系。子实的风媒传播是紫茎泽兰入侵的主要途径,样点间均具有明显的地源性亲缘关系;水媒也可能是该草传播的途径之一。紫茎泽兰可能首先从缅甸、越南、老挝经风媒入侵我国云南南部,逐渐扩散入侵中北部,又从云南北部和东部传入四川、贵州、广西、湖北等省。     

不同地理种群紫茎泽兰耐热性差异的比较分析

以采集于紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng．）危害较为严重的云南、广西、贵州、四川以及澳大利亚共17个种群的紫苇泽兰为实验材料,采用人工模拟气候法、模糊数学中隶属函数法（测定了净光合速率、MDA、叶绿素荧光）比较了不同种群紫茎泽兰耐热性。结果表明,高温处理后云南元江与其它种群相比热害指数最低、隶属函数值较高。最为耐热,其次为元谋种群;而云南大理种群热害指数较高,隶属函数均值也较低,其次为广西隆林。说明元江、元谋种群较为耐热,而隆林、大理种群则较为敏感。结合其生境来看,恶性杂草紫茎泽兰种群之间的这种差异性反映了其对入侵地环境的适应性。     

不同地理种群紫茎泽兰生长繁殖特征的比较研究

对云南省9个不同地理种群紫茎泽兰的野外生长繁殖特性进行了调查,并采集各种群种子在温室内培植,观测比较它们在同质环境下的种子萌发、幼苗生长发育及植株开花结实情况.研究结果显示,(1)野外不同地理种群紫茎泽兰之间其植株生长和繁殖特征均存在显著差异,从南到北各种群植株的生长发育特征均呈现出先升后降的趋势,符合从高温边缘区到适生区再到低温边缘区的分布格局规律.(2)在温室同质环境下不同地理种群紫茎泽兰之间除植株根冠比和种子发芽指数差异显著外(P＜0.05),植株生长繁殖的其他指标的差异均不显著,说明野外不同地理种群紫茎泽兰的生长繁殖特性差异基本还不具有遗传性,局域适应对紫茎泽兰入侵能力的影响还较小,而较强的表型可塑性对紫茎泽兰入侵能力可能起到主要作用,这可能与其入侵时间较短有关.表明在分布区边缘,紫茎泽兰仍具有较强的繁殖能力,将随着其生理抗性的适应性分化而具有更宽的入侵范围.     

地形因素对外来入侵种紫茎泽兰的影响

 在紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)的分布区内设置171块临时样地,研究它的盖度和多度与经纬度、海拔、坡向、坡度、风向坡等地形因素的关系。结果表明,紫茎泽兰入侵最严重地区位于102° E左右,随着纬度增加入侵能力逐渐下降,但不显著(p>0.05);紫茎泽兰在中国的分布以云贵高原,尤其是云南高原为主体,通过云贵高原与原产地墨西哥、哥斯达黎加的气候条件对比,推断紫茎泽兰将来在中国的分布区主体还将局限在云贵高原,但不排除在某些局域气候条件下,形成斑块的可能;该次调查的海拔范围为75 m～2 330 m,以200 m为一个海拔梯度,多项式回归分析显示：紫茎泽兰的盖度与多度随着海拔升高而增加（p<0.05）,但在2 000 m左右已趋平缓,表明紫茎泽兰适宜生长在海拔2 000 m左右; ANOVA的结果显示：坡向对紫茎泽兰的入侵影响显著（p<0.05）,通过多重比较发现,北坡和南坡的盖度比东坡大（p<0.05）;北坡的多度比东坡大（p<0.05）,说明东坡不易被紫茎泽兰入侵,而北坡和南坡紫茎泽兰的盖度和多度差异并不显著（p>0.05）,说明温度与湿度可能不是造成不同坡向紫茎泽兰入侵差异的主导因素;坡度对紫茎泽兰入侵的影响并不显著（p>0.05）;风向坡对紫茎泽兰的盖度影响不显著（p>0.05）,而对多度的影响显著（p<0.05）,背风坡的多度显著大于侧风坡。     

紫茎泽兰迹地上不同替代植物群落植物多样性的变化

对20世纪80年代初期在云南双柏县紫茎泽兰迹地上人工营建的3类替代植物群落的结构、物种组成与多样性进行了调查,并与当地未受紫茎泽兰危害的云南松天然老龄林和未经治理的紫茎泽兰群落进行了比较.结果表明,3个替代群落木本植物物种丰富度指数为25～28,Shannon-Wiener指数为1.06～2.34,Simpson指数为0.36～0.86,Pielous均匀度指数为0.32～0.73;草本植物的多样性指数分别为6～8、1.51～1.97、0.74～0.84、0.84～0.90,明显高于未经治理的紫茎泽兰地的多样性指数.经过20年的恢复和保护,各个替代植物群落林木生长良好,林分郁闭度和植物多样性明显提高.替代群落中又以云南松+木荷+兰桉群落多样性最大.但是,现阶段这些替代植物群落多样性仍低于云南松天然老龄林.因此,对这些人工恢复的替代植物群落,特别是云南松人工林,在加强保护的同时,应注意引进、培育乡土阔叶植物和一些乡土的喜阴草本植物种类,提高群落物种多样性,促进紫茎泽兰迹地上人工重建植被的进一步恢复和持续发展.     

Invasion dynamics and potential spread of the invasive alien plant species Ageratina adenophora (Asteraceae) in China

Ageratina adenophora (Sprengel) R. King & H. Robinson (=Eupatorium adenophorum Sprengel) is one of the worst invasive alien species in China. Since A. adenophora was first noticed in Yunnan Province of China in the 1940s, its rapid spread has caused an ecological problem in south‐western China. Understanding its historical invasion pattern and its potential for further spread is needed to plan the management of the species. We reconstructed the historical process of its invasion and analysed its ecological preferences in the invaded region. After a lag phase of 20 years (1940–60), A. adenophora spread rapidly throughout the south and middle subtropical zones in Yunnan, Guizhou, Sichuan, and Guangxi, China, with an average expansion rate of 20 km per year. It spread relatively slowly in north subtropical areas, with an average expansion rate of 6.8 km per year. It has not established in warm temperate areas within the invaded regions. Although range expansion in Yunnan stopped after 1990, the expansion of its range into neighbouring provinces indicates that A. adenophora has not reached the full potential of its distribution and its range is still rapidly expanding within China. We applied ecological niche modelling (GARP — Genetic Algorithm for Rule‐set Prediction) to predict potential invasion areas in mainland China on the basis of occurrence points within colonized areas where A. adenophora has reached equilibrium. The predictions, confirmed by the range of values of four key environmental parameters, generally match the parameters of the geography and ecology in the invaded region. Southern and south‐central China have climatic conditions suggestive of a high potential for invasion by A. adenophora. Climatic conditions in northern and western China appear unsuitable for A. adenophora. Urgent measures should be taken to prevent this species from further spreading into the vast areas of potential habitat in southern and south‐central China.     

利用泽兰实蝇控制紫茎泽兰的生防策略研究

本文根据野外泽兰实蝇种群15个世代的调查资料,利用契贝谢夫正交多项式拟合了泽兰实蝇、紫茎泽兰的空间格局。阐明了泽兰实蝇空间格局的序列变化及紫茎泽兰空间格局的特点;揭示了泽兰实蝇空间格局的特点受当地主风及寄主紫茎泽兰空间格局特点的影响;并从最优控制系统的角度对泽兰实蝇-紫茎泽兰系统作了初步探讨。首次提出了最佳释放虫量指标为每条虫占有10条枝条。这些结果为多点释放及定点多次释放泽兰实蝇防治紫茎泽兰这一生防策略提供了理论基础。     

不同地理种源紫茎泽兰的生态适应性比较

采用交互移植法,对移栽在6种不同生境中的5个不同种源紫茎泽兰幼苗的存活率、株高、分枝数、生物量、单株花序数、产种量和种子萌发率进行了为期1年的对比研究.结果表明：各种源紫茎泽兰的幼苗生长和繁殖特性对样地环境条件变化均表现出很强的可塑性.试验样地因素对幼苗株高、分枝数、生物量、单株花序数和产种量的影响均达到极显著水平(P＜0.001).随着样地纬度和海拔的升高,各种源的幼苗株高、分枝数量、单株生物量、每株花序数量和单株产种量均呈下降趋势,且各样地间的差异均达到显著水平(P＜0.05).但种源因素对幼苗株高、分枝数、生物量、单株花序数和产种量的影响均不显著（P＞0.05）.除单株产种量外,种源与试验样地的交互作用对上述各指标的影响均不显著.在各样地内,当地种源幼苗的存活率、生长能力和繁殖能力均未表现出显著的优势.说明紫茎泽兰在我国西南地区入侵成功主要依靠其较高的表型可塑性,而局域适应的作用相对较小.     

紫茎泽兰入侵对土壤酶活性和理化因子的影响

紫茎泽兰是我国危害最严重的外来入侵植物之一,为探明其入侵对土壤肥力的影响,比较研究了紫茎泽兰、云南菅、狗尾草群落和撂荒地下0~30 cm的4层土壤中6种酶活性和12种理化因子。结果表明群落类型和土壤深度对测定的各参数均有显著影响。随土壤深度的增加,多酚氧化酶、碱性磷酸酶、脲酶活性,以及有机质、全氮、全磷、全钙、水解氮、有效磷、速效钾含量和pH值均降低。总的看来,紫茎泽兰群落下碱性磷酸酶和脲酶活性,有机质、全氮、全磷、全钙、水解氮和有效磷含量,以及pH值均较高,全钾含量较低,但速效钾含量并不低,表明紫茎泽兰入侵多年后土壤肥力水平提高,形成了对其生长有利的土壤环境。