薇甘菊入侵扩散机制研究进展与改进思考

从薇甘菊(Mikania micrantha H B.k)的入侵分布、入侵能力以及群落可侵入性等方面对其入侵机制研究进展进行了分析和总结.以往的研究工作没有重视对薇甘菊入侵过程的整体性研究、对入侵扩散影响因素分析、空间尺度约束影响分析,以及分析方法和技术手段的缺陷.因此,未来应重点开展薇甘菊入侵扩散过程重建及潜在危害区域预测、景观结构对薇甘菊入侵危害的影响等研究,并完善薇甘菊入侵扩散的动态监测网络及风险评估体系.     

入侵种薇甘菊防治措施及策略评估

薇甘菊Mikania micrantha H.B.K.是入侵中国南部地区的一种危害极大的外来入侵种。防治薇甘菊的措施和策略,应根据薇甘菊的物种特性及所能支配的防除资源,综合考虑、统筹安排。薇甘菊能快速生长覆盖其他植物,其残株断枝易成为独立生长的新个体、种子量巨大且极易扩散,喜入侵次生植被。物理清除适用于小面积,对大面积出现的薇甘菊不应采用。化学防除主要用于应急,但未能改变适于薇甘菊生长的生境,薇甘菊仍可能在数年后再次为害。田野菟丝子Cuscuta campestris控制薇甘菊适用于大面积危害区域,当只以控制而不以根除自然群落的薇甘菊为目标时效果很好。群落改造能一劳永逸地解除薇甘菊的危害,但只适用于宜林地,且成本较高。天敌控制和植物化感防治都尚在探索阶段。未来还应发掘有效天敌,研发综合防治措施,揭示宏观分布规律。薇甘菊防治的正确策略是:对于已形成区域性危害的薇甘菊,根除已经不可能,应采取持久战而非速决战,防止薇甘菊入侵新区域是防治的重中之重,必须优先治理轻度入侵地和能向周边区域甚至是遥远区域扩散的传播源,建立防治示范区或样地。     

云南假泽兰属植物及薇甘菊的危害

外来入侵生物对生态系统产生的影响十分巨大,已经成为国家生态安全的严重隐患。自上世纪90年代末期以来,入侵植物薇甘菊（Mikania micrantha H．B．K．）在我国的生态危害引起了社会各界的广泛关注。但是,至今我国所有关于薇甘菊的文献中,均末提及该种在云南的分布。作者通过实地调查和查阅昆明植物研究所的相关标本,确认云南分布有两种假泽兰属植物,即假泽兰（Mikania cordata （Burm．f．）B．L．Robinson）和薇甘菊（M．micrantha）,并介绍了薇甘菊在云南西南部德宏州的危害现状。根据薇甘菊的生物学习性,作者预测薇甘菊将进一步在德宏州扩散,还可能入侵到与德宏州气候相似的其他地区,有关政府部门和研究机构对此问题应该给予高度重视。     

入侵植物薇甘菊新枝在海南的月生长动态

【背景】薇甘菊是入侵性和危害性极强的外来入侵植物,对生物多样性和农林业生产造成严重影响。观测薇甘菊新枝的月生长动态,了解薇甘菊快速生长扩散的原因,能够为薇甘菊的合理防治提供参考。【方法】采用定点定时观测法,历时2年对海南7个市县薇甘菊新枝的月生长量进行测定。【结果】薇甘菊在海南全年可生长,一新枝月平均生长66 cm,全年累计平均生长795 cm。薇甘菊生长高峰期在6月和8月,其中6月平均生长120 cm,8月平均生长106 cm。薇甘菊最小生长量在1月和12月,平均生长量均为21 cm。薇甘菊在6—10月生长较快,一新枝累计平均生长489 cm,占全年生长量的61.5%;在4—5月和11月生长次之,一新枝累计平均生长196 cm,占全年生长量的24.7%;在1—3月和12月生长缓慢,一新枝累计平均生长110 cm,占全年生长量的13.8%。薇甘菊的花果期在10月至次年3月,一些种群在1—3月再次开花或在3—5月开花。薇甘菊的生长量与温度呈极显著正相关,相关系数为0.91;与降雨量呈显著正相关,相关系数0.56。【结论与意义】薇甘菊是多分枝植物,一新枝年生长量可达795 cm,能迅速生长形成种群。温度是薇甘菊生长的主要因素,降雨在一定程度促进了薇甘菊的生长。     

红薯对薇甘菊的竞争效应

在外来入侵生物的生态管理中,利用具有较高经济价值的本地植物或伴生的本地物种进行替代控制是治理入侵植物的有效途径之一。本研究以本地作物红薯(Ipamoea batas)和入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)为试验对象,田间试验条件下采用deWit取代法,研究了红薯对薇甘菊的竞争效应。结果表明:薇甘菊单种时,主茎长、分枝长、节间长和分枝数大于红薯,而主茎节数、不定根节数、叶柄长、叶面积均明显小于红薯,使薇甘菊在与红薯争夺养分和光照时处于劣势;在薇甘菊与红薯共存条件下,各个混种比例中薇甘菊的株高、分枝、叶、茎节不定根和生物量等均受到显著抑制,且受到的抑制率普遍高于其对红薯的抑制率;薇甘菊和红薯的相对产量(RY)、相对产量总和(RYT)均显著小于1.0,说明2物种的种间竞争大于种内竞争;红薯对薇甘菊的竞争平衡指数,只有在薇甘菊所占比例高时(1:3)竞争平衡指数显著小于0,其余各个混种比例下竞争平衡指数均显著大于0,说明红薯与薇甘菊之间存在很强的竞争作用,红薯对薇甘菊的竞争力强于薇甘菊。本研究表明,无论是从形态特征还是生物量来看,红薯都可以作为一种对薇甘菊进行替代控制的理想竞争植物。     

薇甘菊化感物质对土壤氮素矿化的影响及其化感利己作用

【目的】研究入侵植物薇甘菊提取物对土壤氮素矿化的影响及化感利己作用,为薇甘菊通过释放化感物质促进自身生长并排斥本地植物生长提供实验证据,为揭示薇甘菊的入侵机制提供理论依据。【方法】采用经典的化感生测实验、化感物质添加实验以及盆栽控制实验,对比研究薇甘菊及其本地伴生植物水提液和粗提物的化感生测效应、水提液和粗提物添加对土壤氮素的影响以及水提液添加对薇甘菊生长的影响。【结果】与本地伴生种相比,薇甘菊水提液的化感抑制作用较强且促进了土壤硝态氮的生成;而薇甘菊粗提物的化感作用较弱且抑制了土壤铵态氮和硝态氮的生成。水提液盆栽控制实验结果表明,与本地伴生种火炭母相比,薇甘菊水提液具有显著的化感利己作用,这与薇甘菊水提液处理后薇甘菊生长土壤中的蛋白酶活性增强和有效氮含量增加相一致。【结论】薇甘菊可通过水溶性化感物质促进有效氮的生成来实现化感利己作用。     

海南典型有害植物的入侵扩散机理研究进展

有害植物成灾会对农林业生态系统、经济和环境造成巨大影响。本文对海南典型入侵植物薇甘菊、假臭草及土著灾变植物金钟藤的成灾扩散机理研究做一综述,以期为海南有害植物的研究和管理提供依据。自然及人为干扰造成的薇甘菊匍匐茎克隆片段有较高的再生能力,其再生能力和生长与储存在节间和叶子中的资源呈正相关。假臭草随土壤养分条件的改善比本地种获利更多,说明农田施肥等干扰因素可能促进假臭草相对于本地种的种群优势。金钟藤已扩散至海南五指山有旅游活动的自然林;调查和移栽试验发现,其可能是先在受干扰严重的林缘和旅游小径边定植,之后通过匍匐和攀爬生长扩散至附近的自然林。这些结果强调了人类活动、高养分条件及物种自身性状等在有害植物成灾中的作用。未来仍需系统、深入地研究有害植物成灾扩散的机理及其控制对策,为减弱有害植物的扩散和危害提供参考,并为海南国际旅游岛的建设提供安全保证。     

薇甘菊研究历史与现状

薇甘菊是一种危害极大的杂草,６０年代末就已传入我国的海南,而传入广东大陆沿岸及邻近岛屿如香港、内伶仃岛等并造成较大生态危害是在８０年代末期。９０年代初期,论文从薇甘菊的危害性、生物学、生态学及防治等方面的研究进行综述。     

不同光照强度对入侵植物薇甘菊（Mikania micrantha）和飞机草（Chromolaena odorata）生长及生物量分配的影响

外来植物入侵严重威胁着当地生物多样性和生态系统功能,引发巨大经济损失,已成为日益严重的全球性问题。光是热带和亚热带森林生态系统植物生长最重要的限制性资源之一,对光的捕获和利用直接影响植物在自然生态系统中的生存和适合度。本研究以华南地区危害严重的入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)和飞机草(Chromolaena odorata)为研究对象,对比二者生长、生物量分配及叶片特征对光照强度变化的响应,从而验证假设:外来植物入侵力受有效光辐射的限制,光照是影响不同演替阶段林型具有不同可入侵性的重要原因之一。研究结果表明,3%—60%全光照下两种外来植物均可存活,并显示较灵活的生物量分配策略,可见其对光照具有广适性,为其广泛分布提供生态学基础。低光严重抑制了两种外来植物的生物量积累,这可能是导致演替后期季风林入侵现象少的主要原因之一。对比两种植物叶片特征对光照强度变化的响应,高光下薇甘菊SLA降低,LAR、LARMR减小,叶片变小变厚,有利于植株保持强光下的水分平衡;低光下薇甘菊增加SLA和LAR,叶片变薄变大,增大对光的截获面积,以实现对光强减弱的适应。相比薇甘菊,3种光照处理对飞机草的SLA、LAR、LARMR无显著影响。以上结果提示:(1)光照影响所在群落对外来植物入侵的抵抗力;(2)攀援植物薇甘菊较丛生型草本飞机草对变化的光环境在叶片水平上具有更高的形态可塑性,有效寻觅光资源。     

薇甘菊可溶性蛋白和抗氧化酶活性对田野菟丝子不同寄生密度的响应

为探求利用寄生植物田野菟丝予对入侵杂草薇甘菊进行生物控制的有效措施,研究了薇甘菊对0、1、2、4和8棵田野菟丝子幼苗寄生在可溶性蛋白和一些抗氧化酶活性方面的响应.寄生后30 d,1棵田野菟丝子/株薇甘菊（以下简称棵/株）以上的寄生密度导致薇甘菊可溶性蛋白含量显著降低.和对照相比,在寄生密度为1棵/株时,超氧物歧化酶(S...     

基于“珠海一号”高光谱遥感影像的薇甘菊入侵监测

采用“珠海一号”卫星高光谱遥感影像,结合薇甘菊(Mikaniamicrantha)地面光谱数据,利用决策树分层分类提取方法,实现大范围薇甘菊入侵信息识别提取。结果表明,“珠海一号”OHS高光谱数据能准确反映薇甘菊精细光谱特征;在OHS高光谱数据的32个波段中,Band13 (665 nm)、Band22 (780 nm)、Band25 (833 nm)、Band26 (850 nm)、Band27(865nm)、Band28(880nm)是识别提取薇甘菊的最佳波段;利用OHS高光谱数据监测薇甘菊分布提取精度达82.6%,可满足薇甘菊入侵监测日常业务需要,为薇甘菊精准防治提供有力支撑。     

Local grasses for the control of the invasive vine Mikania micrantha

乡土草本植物对入侵植物薇甘菊的防控 薇甘菊(Mikania micrantha)是在太平洋岛屿和亚洲热带亚热带发现的一种入侵植物。目前防 治薇甘菊的方法并不完善,因此亟需寻找对环境友好的、更有效的防治方法。因此,我们探究了4种草本植物对薇甘菊入侵的防御能力,以期为薇甘菊的生态可持续防治提供科学依据。 本研究选取了4种来自中国本土的多年生禾本科草本植物：藤竹草(Panicum incomtum)、象草(Pennisetum purpureum)、斑茅(Saccharum arundinaceum)和蔓生莠竹(Microstegium vagans)来构建草丛。将薇甘菊种子播种在上述草丛中,同时还将薇甘菊幼苗移栽到上述草丛中,观察草丛是否能阻止薇甘菊幼苗的生长。此外,我们还将薇甘菊移植到现有的草丛中,观察草丛是否能够阻止薇甘菊的再次入侵。最后还在野外将薇甘菊分别与藤竹草和象草一同种植,探究这两种禾本科植物是否能在竞争中胜出。研究结果表明,薇甘菊种子在上述草丛中萌发困难,所有薇甘菊幼苗在3个月内死亡,说明薇甘菊很难在现有的草丛中生存。野外实验表明,薇甘菊盖度在第一年显著低于这些草本植物,两年后全部被这些草本植物取代。据我们所知,本研究首次揭示了高大草本植物,特别是藤竹草和象草,具有作为薇甘菊生物防治的潜力。     

2种表面活性物质对70%嘧磺隆WP防治薇甘菊的增效作用

【背景】薇甘菊是最具危害性的世界性杂草之一,目前已入侵我国香港、广东、海南、台湾、云南等地,而嘧磺隆是防治薇甘菊的一种高效药剂。【方法】采用室内生物测定和田间喷雾法,研究了商用药剂嘧磺隆与洗衣粉或柴油混合使用,对薇甘菊根、茎、叶片的杀灭效果及对后期残留茎干萌发率和种子萌芽率的抑制作用。【结果】嘧磺隆单独处理28d后,薇甘菊叶片、茎和根的死亡率分别为86％、92％和84％;而与洗衣粉混合处理后,死亡率分别升高至98．33％、97．67％和89．67％;与柴油混合使用后,死亡率分别升高至92．33％、95．33％和98．33％。经嘧磺隆单独处理后的薇甘菊后期茎干萌发率为9．67％;与洗衣粉、柴油混合使用后,萌发率分别降低至6％、5．33％。经嘧磺隆单独处理后,薇甘菊种子的萌芽率为44．67％;而与洗衣粉、柴油混合使用后,种子萌芽率分别降至28．67％、25．33％。【结论与意义】嘧磺隆与洗衣粉或柴油混合使用,对薇甘菊组织的杀灭效果及对后期茎干萌发率和种子萌芽率的抑制作用均优于嘧磺隆单独使用。本研究可以为薇甘菊的防控技术开发提供参考。     

外来入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)对温度升高的响应

为探讨全球变化温度升高对外来入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)化感作用和入侵能力的影响,研究不同温度(22、26和30℃)处理对其种子萌发、幼苗生长、生物量分配、挥发物成分和化感作用的影响。结果表明,薇甘菊种子在温度为22、26和30℃时的萌发率分别为29.2%、52.4%和75.2%。30℃条件下薇甘菊种子萌发率最高,萌发速度快。温度升高显著增加薇甘菊茎的生长、增加对茎的生物量分配。GC-MS和GC测定显示,温度升高改变了薇甘菊挥发物的化学成分。同时,生物测定表明,温度升高增强薇甘菊挥发物对萝卜(Raphanus sativus)和油菜(Brassica campestris)的化感作用。说明温度升高促进了薇甘菊种子的萌发和生长,同时增强了该植物的化感作用,温度升高可能加速薇甘菊的生物入侵。     

Population genetic variation and structure of the invasive weed Mikania micrantha in southern China: consequences of rapid range expansion

Invasive plants such as Mikania micrantha provide valuable opportunities for studying population genetic consequences of rapid range expansion. Twenty-eight populations of M. micrantha throughout its introduced range in southern China were examined by using intersimple sequence repeat markers. Population genetic parameters were estimated by Bayesian approaches as well as conventional methods. Bottleneck signature, multilocus linkage disequilibrium, character compatibility, and cluster analyses were conducted to assay the factors that may act to shape population variability. High levels of genetic variation and differentiation were detected in the introduced populations of M. micrantha. All populations experienced severe bottlenecks. Most of them demonstrated significant linkage disequilibrium and matrix compatibility. Populations were mainly clustered into 2 groups, and those from different regions intermingled in the unweighted pair group method with arithmetic mean (UPGMA) dendrogram. No geographical signature was found in the pattern of population genetic variation. This research indicates that during M. micrantha invasion, multiple introductions mitigated the loss of genetic variation associated with bottlenecks. Nonetheless, bottlenecks enhanced the population differentiation. Human-mediated long-distance dispersal events of seeds or propagules explain the lack of geographic structure in genetic variation. Although asexual reproduction is the predominant mating mode in M. micrantha, it has little effect on the population genetic composition.     

薇甘菊对香港郊野公园植物群落危害的分析

从薇甘菊(Mikania micrantha)对不同类型群落的危害,群落中各植物种类受薇甘菊危害的程度,以及薇甘菊与群落中主要乔木和灌木的种间联结性等方面,对香港郊野公园植物群落受薇甘菊危害状况进行了分析。研究样地所在的植被受薇甘菊的危害严重,草灌丛中薇甘菊的平均覆盖率高达80%,灌木群落中薇甘菊的平均覆盖率为60%左右,常绿阔叶林中的薇甘菊覆盖率平均约为30%。对香港郊野公园受薇甘菊危害的植物种类分析表明:受薇甘菊危害最大的主要是乔木和灌木,草本和藤本的受害比例和受害程度相对较小。受薇甘菊危害的乔木有30种,占群落中乔木的62.50%;受薇甘菊危害的灌木有29种,占群落中灌木的70.73%;受薇甘菊危害的草本植物有10种,占群落中草本植物的33.33%。通过无样方法采用2×2列联表的χ2检验对薇甘菊与群落中主要乔木和灌木的种间联结性分析表明:与薇甘菊呈正联结的乔木有12种,占主要乔木(28种)的42.86%,这些种大多是阳生性乔木;与薇甘菊呈负联结的乔木有16种,占主要乔木的57.16%。与薇甘菊呈正联结的灌木有11种,占主要灌木(19种)的57.89%,多是阳生性灌木;与薇甘菊呈负联结的灌木有8种,占主要灌木的42.11%,这些种大多数也是阳生性灌木,仅九节是耐阴性灌木。     

外来植物肿柄菊对入侵生境的生态影响及其防控对策

入侵杂草肿柄菊对我国热带和亚热带地区的生物多样性和生态系统功能产生严重影响,且其入侵呈现快速扩张态势。为提高对肿柄菊入侵危害的认识水平,加强对肿柄菊的监测预警及防控,本文通过搜集、整理和分析相关文献资料,总结肿柄菊在世界各国不同地区的入侵情况及其影响,分析肿柄菊在我国入侵的历史、分布现状及其入侵对遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性的影响。结合肿柄菊生态入侵防控研究与应用实践,指出肿柄菊入侵防控存在的主要问题和面临的挑战,并针对肿柄菊监测和高效防控技术体系提出高度重视肿柄菊入侵危害影响的分类风险评价、多元化开展肿柄菊入侵扩张的基础科学研究、建立早监测早预防的预警机制和构建针对肿柄菊入侵防控的综合技术体系等防控对策。     

AFLP genome scan to detect genetic structure and candidate loci under selection for local adaptation of the invasive weed Mikania micrantha

Why some species become successful invaders is an important issue in invasive biology. However, limited genomic resources make it very difficult for identifying candidate genes involved in invasiveness. Mikania micrantha H.B.K. (Asteraceae), one of the world's most invasive weeds, has adapted rapidly in response to novel environments since its introduction to southern China. In its genome, we expect to find outlier loci under selection for local adaptation, critical to dissecting the molecular mechanisms of invasiveness. An explorative amplified fragment length polymorphism (AFLP) genome scan was used to detect candidate loci under selection in 28 M. micrantha populations across its entire introduced range in southern China. We also estimated population genetic parameters, bottleneck signatures, and linkage disequilibrium. In binary characters, such as presence or absence of AFLP bands, if all four character combinations are present, it is referred to as a character incompatibility. Since character incompatibility is deemed to be rare in populations with extensive asexual reproduction, a character incompatibility analysis was also performed in order to infer the predominant mating system in the introduced M. micrantha populations. Out of 483 AFLP loci examined using stringent significance criteria, 14 highly credible outlier loci were identified by Dfdist and Bayescan. Moreover, remarkable genetic variation, multiple introductions, substantial bottlenecks and character compatibility were found to occur in M. micrantha. Thus local adaptation at the genome level indeed exists in M. micrantha, and may represent a major evolutionary mechanism of successful invasion. Interactions between genetic diversity, multiple introductions, and reproductive modes contribute to increase the capacity of adaptive evolution.     

严防外来有害生物褐纹甘蔗象入侵海南

【背景】褐纹甘蔗象原产于菲律宾,严重危害椰子等棕榈科植物和甘蔗,目前该虫已传入我国台湾、广东、广西和云南,尚未在海南省发生。【方法】为尽早预防该虫传入,本文简要描述了褐纹甘蔗象的生物生态学特性,并运用有害生物危险性分析(PRA)方法,从国内分布情况、潜在的经济危害性、受害寄主的经济重要性、传播扩散的可能性和危险性管理难度等方面对该虫入侵海南的可能性进行了定性和定量分析。【结果】褐纹甘蔗象在海南省的风险评估值R=2.08,属于高风险的林业有害生物,建议将其列入海南省林业检疫性有害生物名单;同时提出了该虫的综合防治措施和建议。【结论与意义】本研究可为尽早制定褐纹甘蔗象防范措施提供参考。