紫茎泽兰和飞机草的形态、生物量分配和光合特性对氮营养的响应

比较研究了紫茎泽兰(Ageratina adenophora)和飞机草(Chromolaena odorata)的形态、生物量分配、生长和光合特性对氮营养的可塑性反应,探讨其与入侵性的关系。结果表明:1) 两种入侵植物对氮营养变化表现出很高的可塑性。随供氮量的增加,两种植物的根冠比、根生物量比降低,叶生物量比(LMR)、叶面积比和叶根比升高。低氮时,增加吸收器官的生物量分配,有利于养分吸收;高氮时,更多的生物量投入同化器官,有利于碳积累。相比之下紫茎泽兰对氮素的适应性更强。2) 两种入侵植物偏好较高的氮营养环境,土壤氮含量升高利于紫茎泽兰和飞机草的入侵。在较大的氮范围内,其相对生长速率(RGR)、总生物量、株高、分枝数、叶面积指数、最大净光合速率和光合色素含量都随供氮量的增加而显著增加,过量氮素对上述参数的抑制不显著。在本地种基本停止生长的干季,紫茎泽兰和飞机草仍维持较高的RGR,这与它们的入侵性密切相关。3) 在决定RGR对氮营养的响应过程中,平均叶面积比和净同化速率同等重要。LMR对两种植物的RGR有重要的影响,是决定处理间和种间RGR差异的重要因素。随氮素的增加,紫茎泽兰的比叶面积(SLA)降低,飞机草的SLA升高,但在所有氮水平下,前者的SLA都高于后者,紫茎泽兰SLA的变化规律更利于植物适应氮环境。     

光强对两种入侵植物生物量分配、叶片形态和相对生长速率的影响

 比较研究了不同光强下生长的（透光率分别为12.5%、36%、50%、100%）两种入侵性不同的外来种——紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）和兰花菊三七（Gynura sp.）的生物量分配、叶片形态和生长特性。结果表明: 1）两种植物叶片形态对光环境的反应相似。弱光下比叶面积（SLA）、平均单叶面积（MLS）和叶面积比（LAR）较大,随着光强的升高,SLA、MLS、LAR和叶根比（LARMR）降低。2）100%光强下紫茎泽兰叶生物量比（LMR）、叶重分数（LMF）和叶面积指数高于低光强下的值,也高于兰花菊三七,支持结构生物量比（SBR）则相反。强光下紫茎泽兰叶片自遮荫严重,这可能是其表现入侵性的重要原因之一;兰花菊三七分枝较多,避免了叶片自遮荫,较多的分枝利于种子形成对其入侵有利。3）随生长环境光强的升高,两种植物的净同化速率（NAR）、相对生长速率（RGR）和生长对NAR的响应系数均升高（但100%光强下兰花菊三七RGR降低）,平均叶面积比（LARm）和生长对LARm的响应系数均降低,但不同光强下LARm对生长的影响始终大于NAR。4）随着光强的减弱,两种植物都增加高度以截获更多光能,但它们的生物量分配策略不同,紫茎泽兰根生物量比（RMR）降低,SBR增大,而兰花菊三七SBR降低,RMR增大。紫茎泽兰的生物量分配策略更好的反应了弱光环境中的资源变化情况。结论：紫茎泽兰对光环境的适应能力强于兰花菊三七。     

西双版纳外来入侵植物及其共存种叶片氮、磷化学计量特征

诊断外来植物和本地种的资源利用方式是入侵生态学研究的热点问题。叶片氮(N)、磷(P)含量和化学计量特征可以反映受侵地区植物的N、P吸收能力和限制状况, 为把握外来植物的入侵能力、为本地植物共存或消失的机制提供基础科学依据。该研究以我国西南地区典型外来入侵植物(飞机草(Chromolaena odorata)、紫茎泽兰(又叫破坏草, Ageratina adenophora))及其共存的本地植物为对象, 探讨不同入侵条件下入侵种及其共存的本地植物的N、P利用策略。在云南西双版纳孔明山研究区, 调查了无入侵条件下和飞机草与紫茎泽兰的不同入侵程度(按入侵种生物量比例划分)下的物种数量和生物量, 分析了主要植物的叶片N、P含量和N:P值。结果显示: 尽管群落地上生物量随飞机草和紫茎泽兰入侵程度增加而增加, 但本地植物种数随飞机草和紫茎泽兰入侵程度增加而显著减少。飞机草与紫茎泽兰的叶片N、P平均含量无显著差异, 但均显著高于无入侵条件下的本地植物以及与其共存的本地植物。两种入侵植物的N、P含量均随它们所占样方总生物量的比例增大而升高, 本地植物N含量也有相似的变化趋势。当对比入侵和无入侵两类样方的同种植物N、P和N:P变化时发现多数本地种叶片P含量呈降低趋势, N含量和N:P呈升高趋势。根据叶片N、P绝对含量和N:P值及其随入侵的变化规律, 推测入侵可能提高了植物的N可利用性, 但本地植物仍然受N限制; 入侵植物N:P值总体小于10与其具有相对于N吸收的较高的P吸收能力有关。该研究揭示了西南典型外来入侵植物具有较强的N、P吸收富集能力。     

人工群落中苗期紫茎泽兰的化感作用和对光环境的适应

在有、无活性炭的条件下分别构建紫茎泽兰（Ageratinaa denophora）与4种受体植物——飞机草（Chromolaena odorata）、鬼针草（Bidenspilosa）、胜红蓟（Ageratum conyzoides）和兰花菊三七（Gynura sp.）混种的人工群落,研究了群落中紫茎泽兰的化感作用和对群落光环境的适应,探讨了化感作用和光适应特性与其入侵性的关系。结果表明,活性炭处理对4种受体植物的生长、生理特性影响不显著,说明苗期紫茎泽兰化感作用不明显,推测入侵初期化感作用不是紫茎泽兰排挤本地种的主要原因。4种受体植物可以通过化感作用对紫茎泽兰产生某些影响,但群落的光环境对其影响更大。紫茎泽兰能很好地适应群落中不同的光环境。苗期紫茎泽兰处于群落下层,叶片受光指数低,此时它能长期忍耐并缓慢生长;随着叶片受光指数的升高,其最大净光合速率、超氧化物歧化酶活性、叶绿素a／b比、总生物量、总叶面积、地茎、叶片数和分支数升高,比叶面积和比茎长降低,这有利于它维持叶片能量平衡并导致对邻近植物的严重遮荫。紫茎泽兰强的光适应能力、强光下对其它物种的遮荫效应与其入侵性密切相关。     

氮、磷养分对飞机草营养器官表型可塑性的影响

采用温室盆栽试验研究了不同氮、磷水平对入侵植物飞机草(Chromolaena odorata)营养器官表型可塑性的影响。结果表明:随着氮、磷水平的上升,飞机草的分枝数量、分枝长度、叶片数、总叶面积、总生物量以及茎、叶器官生物量显著增加。飞机草的根生物量比、根冠比随着氮、磷水平的升高显著下降;茎生物量比在供氮(磷)量达0.05 g·kg-1时显著增加,之后保持稳定;叶生物量比随氮水平的增加先降后升,但其受磷水平变化的影响较小。叶面积比、叶根比、比叶面积和平均相对生长速率随着氮、磷水平的上升显著增加,但叶面积比、叶根比和比叶面积在供磷量≥0.05 g·kg-1时的差异不明显。飞机草的分枝数量、分枝长度、叶片数、总叶面积、根生物量比、根冠比、叶根比以及茎、叶与植株总生物量等指标的可塑性指数较高,并且对氮素的响应更强。表明氮、磷水平能够显著影响飞机草的植株生长,飞机草亦能够通过植株形态、结构以及生物量积累与分配的调整来适应多变的养分环境,并表现出较高的可塑性。     

外来入侵植物飞机草和本地植物异叶泽兰对大气CO_2浓度升高的响应

大气CO2浓度升高影响外来植物入侵,研究外来入侵植物和本地植物对大气CO2浓度升高响应的差异,有助于准确预测和管理外来植物入侵。基于封顶式CO2生长室,模拟大气CO2浓度变化(对照和700μmol/mol),比较研究了外来入侵植物飞机草(Chromolaena odorata)和本地植物异叶泽兰(Eupatorium heterophyllum)形态、生长、生物量分配和光合特性对大气CO2浓度升高响应的差异。结果表明:(1)在当前大气CO2浓度下,飞机草总生物量、株高、基径和总叶面积高于异叶泽兰,分枝数低于异叶泽兰;CO2浓度升高,飞机的总生物量、株高、基径、分枝数和总叶面积分别增加了92%、41%、60%、325%和148%,高于异叶泽兰的32%、14%、30%、64%和79%,飞机草生长优势进一步提高。(2)无论在高或低CO2浓度下,飞机草根生物量分数(RMF)都低于异叶泽兰,叶生物量分数(LMF)和茎生物量分数(SMF)都高于异叶泽兰;CO2倍增两种植物RMF均降低,LMF和SMF均升高,但这2个参数对CO2倍增响应的种间差异不显著。(3)无论在高或低CO2浓度下,飞机草和异叶泽兰的净光合速率差异均不显著,CO2倍增对两种植物的净光合速率的促进作用相似。上述结果表明,在未来大气CO2浓度升高的条件下,飞机草的入侵性可能提高,入侵危害将加剧。     

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。     

丛枝菌根真菌在内的土壤真菌对入侵植物紫茎泽兰的正反馈：证据来自野外实验

包括紫茎泽兰在内的许多外来植物都能够与新入侵生境的丛枝菌根真菌（ AMF）形成互利共生,因此菌根真菌如何调节外来植物种的入侵是当前亟待研究的问题。测定了紫茎泽兰入侵不同阶段（紫茎泽兰呈零星丛状分布于本地植物群落中[部分入侵生境]及紫茎泽兰单优群落形成期[入侵生境]）的土壤化学性状,而后通过野外试验,采用杀真菌剂处理,研究了包括AMF在内的土壤真菌对紫茎泽兰入侵的反馈作用。紫茎泽兰入侵改变了土壤化学性状。施用杀真菌剂降低了紫茎泽兰叶面积、叶片碳、氮、磷、和δ13 C含量。综合分析发现,在紫茎泽兰与本地植物混生群落中,土壤真菌能够增加紫茎泽兰叶片碳和δ13 C含量,但是不能提高紫茎泽兰的光合作用,表明碳和δ13 C含量的提高,不是光合作用的结果,而是通过其他机制实现的。因此可以得出,在部分入侵生境中,碳从土壤或临近植物经由菌丝网向紫茎泽兰转移。紫茎泽兰入侵不同阶段土壤养分的变化利于紫茎泽兰种群建立,同时利于紫茎泽兰借助真菌（尤其是AMF）从土壤或临近植物转移碳,促进种群扩散,这可能是紫茎泽兰入侵的机制之一。     

丛枝菌根真菌在内的土壤真菌对入侵植物紫茎泽兰的正反馈:证据来自野外实验(英文)

【背景】包括紫茎泽兰在内的许多外来植物都能够与新入侵生境的丛枝菌根真菌(AMF)形成互利共生,因此菌根真菌如何调节外来植物种的入侵是当前亟待研究的问题。【方法】测定了紫茎泽兰入侵不同阶段(紫茎泽兰呈零星丛状分布于本地植物群落中[部分入侵生境]及紫茎泽兰单优群落形成期[入侵生境])的土壤化学性状,而后通过野外试验,采用杀真菌剂处理,研究了包括AMF在内的土壤真菌对紫茎泽兰入侵的反馈作用。【结果】紫茎泽兰入侵改变了土壤化学性状。施用杀真菌剂降低了紫茎泽兰叶面积、叶片碳、氮、磷、和δ13C含量。【结论与意义】综合分析发现,在紫茎泽兰与本地植物混生群落中,土壤真菌能够增加紫茎泽兰叶片碳和δ13C含量,但是不能提高紫茎泽兰的光合作用,表明碳和δ13C含量的提高,不是光合作用的结果,而是通过其他机制实现的。因此可以得出,在部分入侵生境中,碳从土壤或临近植物经由菌丝网向紫茎泽兰转移。紫茎泽兰入侵不同阶段土壤养分的变化利于紫茎泽兰种群建立,同时利于紫茎泽兰借助真菌(尤其是AMF)从土壤或临近植物转移碳,促进种群扩散,这可能是紫茎泽兰入侵的机制之一。     

丛枝菌根真菌促进入侵植物紫茎泽兰的生长和对本地植物竞争效应

外来植物与入侵地土壤丛枝菌根真菌(AMF)的互作和反馈已被认为是许多入侵植物的重要入侵机制之一。为进一步探究入侵植物紫茎泽兰(Ageratina adenophora)竞争替代本地植物过程中AMF的作用,本研究首先测定了林下和林地边缘两类生境中紫茎泽兰和本地植物的AMF侵染率和AMF含量,结果表明,2种生境中紫茎泽兰的菌根侵染率和AMF含量均显著高于本地植物,且菌根侵染率与AMF含量呈显著正相关。温室盆栽试验结果进一步表明,接种AMF显著促进了紫茎泽兰的生长,且对硝态氮和有效磷的吸收能力优于本地植物香茶菜(Rabdosia amethystoides),同时降低了竞争中本地植物香茶菜的菌根依赖性,提高了紫茎泽兰对香茶菜的竞争优势度。本研究进一步证实AMF有利于促进紫茎泽兰的竞争性扩张。     

不同土壤养分水平下2种外来鬼针草和近缘本地种的比较研究

【背景】鬼针草属白花鬼针草和三叶鬼针草原产于热带美洲,入侵我国后给生态环境、农业经济等造成严重的危害和影响。目前,关于它们的研究主要针对单个物种。为了更好地理解这2种外来鬼针草的入侵能力和入侵机制,本文开展了这2种入侵种与近缘本地种之间的比较研究。【方法】通过盆栽试验,设置低肥和高肥2个养分水平,测量和计算2种外来鬼针草与近缘本地种金盏银盘在不同土壤养分水平下的形态和生长参数、生物量及其分配、繁殖持续期、单株种子产量以及表型可塑性指数等。【结果】在低肥条件下,除了繁殖持续期和种子产量外,2种外来种和本地种的大多数参数均无显著差异。但在高肥条件下,外来种白花鬼针草的总叶面积、比叶面积、叶面积比、繁殖持续期和种子产量明显高于本地种,而三叶鬼针草总叶面积、比叶面积、总生物量、相对生长速率却显著低于本地种。在对土壤养分的可塑性方面,白花鬼针草在株高、总叶面积、比叶面积、总生物量、叶面积比、相对生长速率、平均叶面积比和种子产量方面的可塑性均高于其他2种植物;三叶鬼针草与金盏银盘相比,大多数参数的可塑性指数较接近。【结论与意义】白花鬼针草是一种入侵能力很强的外来种。长的繁殖持续期和高种子产量是白花鬼针草和三叶鬼针草有别于本地种金盏银盘的重要入侵性状。本研究可为揭示三叶鬼针草和白花鬼针草的入侵机制和影响因素提供依据,并为入侵预测和控制提供基本资料。     

入侵植物曼陀罗对本地植物功能性状和土壤碳、氮、磷化学计量特征的影响

为探讨不同入侵压力下入侵植物对本地植物功能性状土壤碳、氮、磷化学计量特征的影响,以入侵植物曼陀罗（Datura stramonium）及共存本地植物为研究对象,调查了无入侵区、轻度入侵区和重度入侵区（按入侵种盖度比例划分）的植物种类、株数、株高及本地植物群落的物种多样性,分析了各区入侵植物和本地植物叶片的比叶面积、碳含量、氮含量、碳氮比、叶片建成成本以及不同土层的碳、氮、磷化学计量特征。结果显示：随曼陀罗入侵压力的增加,本地植物种类及株数逐渐减少;曼陀罗株高和叶片氮含量在不同入侵压力下均显著高于本地植物,且随入侵压力的增加具有升高趋势;叶片碳氮比显著低于无入侵区本地植物;比叶面积、叶片碳含量和叶片建成成本等与入侵区本地植物相比不具有显著差异。随曼陀罗入侵压力的增加,土壤全氮含量、全碳含量、氮磷比与碳磷比显著增加,而全磷含量与碳氮比显著下降;土壤碳氮化学计量特征呈现出一定的表聚效应。这些研究结果表明,曼陀罗具有较高的资源捕获能力,并且改变了入侵地土壤特性,进而增强自身竞争能力以提高入侵力,这些可能是曼陀罗成功入侵的原因之一。     

入侵物种飞机草和紫茎泽兰的核型研究

报道了菊科（Asteraceae）原泽兰属（Eupatorium）2种植物的核型,飞机草(Chromolaena odorata (L.) R. M. King &; H. Robinson）2n=60,核型公式为2n=60=32 m+28 sm,核型属于“2A”型,紫茎泽兰(Ageratina adenophora (Sprengel) R. King &; H. Robinson）2n=51,核型公式为2n=51=30 m+21 sm,核型属于“2B”型。飞机草的染色体数目变化较大,紫茎泽兰染色体数目较稳定。紫茎泽兰不能产生正常的花粉。飞机草有性生殖产生的种子发芽率低,紫茎泽兰无融合生殖产生的种子发芽率高,但2种植物入侵能力都很强,种子数量与2种植物的入侵性关系不大。     

外来植物紫茎泽兰入侵对土壤理化性质及丛枝菌根真菌(AMF)群落的影响

为了揭示外来植物紫茎泽兰入侵对入侵地土壤丛枝菌根真菌(AMF)群落及相关肥力的影响,比较测定了紫茎泽兰不同入侵程度土壤理化性质、AMF侵染率及AMF群落的差异。结果表明,紫茎泽兰入侵降低了土壤pH,使土壤中有机碳、全氮和速效钾含量分别增加83.0%,106.9%和111.0%;尽管对全磷含量没有显著影响,但有机磷含量呈升高的趋势,而速效磷呈降低的趋势。紫茎泽兰入侵降低了本地植物的AMF侵染率;随着入侵程度的加深,土壤中以膨胀无梗囊霉(Acauospora dilatata)为优势种的AMF群落结构逐渐转变为以近明球囊霉(Glomus claroideum )为优势种的结构,紫茎泽兰可在其根周选择培育近明球囊霉,而对其它AMF种,特别是对膨胀无梗囊霉则存在抑制作用;基于各AMF种多度的聚类分析表明,形成紫茎泽兰单优群落土壤中各AMF种多度与未入侵的本地植物群落及入侵程度较轻的紫茎泽兰与本地植物群落之间存在明显分歧。综合分析推断认为,紫茎法兰入侵改变了入侵地土壤理化性状,抑制AMF对土著植物的侵染,改变AMF群落,并在其根周选择培育近明球囊霉,这可能是紫茎泽兰入侵及扩张的重要途径之一。     

Broussonetia papyrifera controls nutrient return to soil to facilitate its invasion in a tropical forest of Ghana

Aims Non-native invasive plants can alter soil chemistry through litter production and decomposition to facilitate their invasion. However, the important roles of these underlying processes in plant invasion remain poorly understood, particularly in tropical forest ecosystems. Here, we compared litter production, quality and decomposition of two invasive species (Broussonetia papyriferaandCedrela odorata) and two co-occurring native species (CeltismildbraediiandFuntumia elastica), and soil properties under them to elucidate their roles in the invasion of a tropical forest in Ghana.     

Higher photosynthesis,nutrient‐ and energy‐use efficiencies contribute to invasiveness of exotic plants in a nutrient poor habitat in northeast China

The roles of photosynthesis‐related traits in invasiveness of introduced plant species are still not well elucidated, especially in nutrient‐poor habitats. In addition, little effort has been made to determine the physiological causes and consequences of the difference in these traits between invasive and native plants. To address these problems, we compared the differences in 16 leaf functional traits related to light‐saturated photosynthetic rate (P_max) between 22 invasive and native plants in a nutrient‐poor habitat in northeast China. The invasive plants had significantly higher P_max, photosynthetic nitrogen‐ (PNUE), phosphorus‐ (PPUE), potassium‐ (PKUE) and energy‐use efficiencies (PEUE) than the co‐occurring natives, while leaf nutrient concentrations, construction cost (CC) and specific leaf area were not significantly different between the invasive and native plants. The higher PNUE contributed to higher P_max for the invasive plants, which in turn contributed to higher PPUE, PKUE and PEUE. CC changed independently with other traits such as P_max, PNUE, PPUE, PKUE and PEUE, showing two trait dimensions, which may facilitate acclimation to multifarious niche dimensions. Our results indicate that the invasive plants have a superior resource‐use strategy, i.e. higher photosynthesis under similar resource investments, contributing to invasion success in the barren habitat.