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。     

薇甘菊提取物对螺旋粉虱的生物活性

【背景】薇甘菊和螺旋粉虱均为我国入侵物种,且二者之间无寄生关系。本研究旨在挖掘薇甘菊的利用价值,为其在螺旋粉虱生态防控中的使用提供依据。【方法】采用药膜法和田间喷雾法,研究了4种提取方法（冷浸法、索氏提取法、冷浸—索氏提取法、温浸法）获得的薇甘菊提取物对螺旋粉虱成虫的室内生物活性和田间防治效果。【结果】在所选择的4种提取方法中,索氏提取法和温浸法的提取率最高,分别为9.90%和9.35%;冷浸—索氏提取法和冷浸法的提取率相对较低,分别为7.73%和4.50%。室内生物测定表明,采用冷浸法、冷浸—索氏提取法、索氏提取法和温浸法所获得的薇甘菊提取物对螺旋粉虱成虫的LC50值分别为8.94、9.03、6.32和7.51 mg·mL-1,但由于95%置信区间存在重合,不同提取物活性之间的差异不显著。田间试验结果则表明,不同提取方法获得的薇甘菊提取物对螺旋粉虱成虫都具有良好的防治效果,100倍液处理7 d后,对螺旋粉虱的校正防效均在75%以上。但是,索氏提取法和温浸法提取物防治效果显著优于冷浸—索氏提取法和冷浸法。【结论与意义】薇甘菊提取物对螺旋粉虱具有生物活性。     

广东中山市薇甘菊地理分布及适生区预测

通过实地踏查，收集薇甘菊(Mikania micrantha)在广东中山市的分布情况，绘制薇甘菊在中山市的分布图，并利用MaxEnt模型，对薇甘菊实际分布点的环境变量进行定量分析，预测出当前气候下薇甘菊在中山市的适生区。结果表明，中山市所辖25个镇(街道)和市自然保护地管护中心均有薇甘菊分布，总体呈南多北少的态势；ROC曲线的AUC值均在0.8以上，预测结果具有较高的可信度；降水量变化方差、海拔、最冷月份最低温度和最暖季降水量为限制薇甘菊在中山市分布的4个最大环境变量，累积贡献率达75.5%；中山市95.40%的地区对薇甘菊的生长具有不同程度的适宜性，其中高、中、低适生区面积分别占中山市面积的5.33%、33.56%、56.51%。综上所述，薇甘菊对中山市的入侵较为严重，扩散趋势未被遏制；MaxEnt模型能较好地预测薇甘菊在中山市的潜在分布区，但是存在一定偏差。     

两种生境中薇甘菊种群的生物量生殖分配

于2004年薇甘菊（Mikania micrantha）生殖阶段的现蕾期至种子成熟期,从种群和构件水平上研究了两种生境（林窗和开阔地）中薇甘菊种群的生物量生殖分配。结果表明,在生殖生长过程中,两种生境中的种群用于营养生长的生物量分配均占有绝对优势,而生殖生长的波动相对较大。花序的生物量分配（RA）总体上均呈现由低到高的变化趋势。在不同时期,林窗薇甘菊种群的营养枝生物量分配均小于开阔地,而除了种子形成期和种子成熟期以外的其它各个时期,林窗中生殖枝的生物量分配均大于开阔地,林窗中花序的生物量分配均显著大于开阔地。表明薇甘菊能有效权衡其在不同生境中的繁殖策略,开阔地中的薇甘菊种群的繁殖策略倾向于克隆繁殖,而林窗生境中薇甘菊种群则相对更倾向于有性生殖。     

深圳大鹏半岛薇甘菊的空间发生规律

【目的】研究薇甘菊的入侵与地形、人为干扰间的关系,量化不同干扰因素对薇甘菊发生的影响,进一步揭示薇甘菊的发生规律,为薇甘菊的系统防治与管控提供技术支持。【方法】使用无人机遥感系统所获取的高分辨率航片作为数据源,通过目视解译方法确定薇甘菊的发生区域后结合3S技术手段,对深圳大鹏半岛210000 m²研究区内的薇甘菊发生状况与地形因子及人为干扰度间的关系进行系统分析。【结果】研究区内薇甘菊在低海拔区和阳坡分布居多,86.80%的薇甘菊入侵发生在人类轻中度干扰区,20°~40°坡度位置是薇甘菊的重点发生区。研究网格单元内薇甘菊的发生面积与坡度、高程显著负相关(P<0.01),与坡向相关性较差。【结论】在人为干扰较小的自然条件下,制约薇甘菊扩散发生的主要因子是入侵地的群落结构,而在人为干扰较为严重的地区,薇甘菊入侵的发生与人类活动消失后产生的空白生态位密切相关。     

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。     

薇甘菊粗提物在椰心叶甲上的防控潜力

为了评价外来入侵杂草薇甘菊Mikania micrantha在害虫综合防治方面的潜力,为椰心叶甲Brontispa longissima的防控提供参考,测定了薇甘菊提取物对椰心叶甲室内生物活性和田间防治效果。结果表明：不同极性溶剂对薇甘菊活性物质提取率中,以甲醇和乙醇的提取率最高（甲醇、乙酸乙酯、正己烷、石油醚、三氯甲烷、蒸馏水、乙醇的提取率分别为10.54%,7.17%,6.22%,6.28%,8.67%,8.62%和10.36%）;薇甘菊甲醇和乙醇提取物均对椰心叶甲表现出一定的生物活性,且乙醇提取物对各龄幼虫及成虫的活性均高于甲醇提取物,其中乙醇提取物对椰心叶甲1～5龄幼虫和成虫LC₅₀分别为7.09,7.88,8.93,11.88,13.26和17.46 mg/g,而甲醇提取物相应LC₅₀值分别为12.36,14.85,15.89,17.46,19.91和27.81 mg/g;两种提取物均能造成椰心叶甲蛹的羽化延迟、成虫畸形、卵孵化时间延迟等情况。大田试验结果表明,薇甘菊乙醇提取物对椰心叶甲表现出显著的防治效果,其中100和20 mg/mL处理组在处理后的第7天其虫口减退率均达到80%以上。结论：薇甘菊提取物对椰心叶甲具有一定的生物活性和防控潜力。     

薇甘菊叶片对光反射、透射和利用效率及其与同群落植物之比较研究

该文对薇甘菊及其所在群落内19种植物（草本和木本）的叶片透射率、反射率和光合特征指标进行了测定,结果表明：薇甘菊与其它植物透射和反射图谱的变化趋势都比较相近,在各个光学特征指标与光合相关指标的相互关系中,薇甘菊并没有表现出区别于同一群落内其它植物的特征。从平均值来看,200—800nm下叶片反射率和透射率由大到小依次为：薇甘菊〉草本植物〉木本植物,薇甘菊各光学植被指标（SR680、SR750和PRO均低于其它植物的平均值,但是其光合能力（光利用效率、水分利用效率、电子传递速率和净光合速率）与其它植物接近或稍高。而且,薇甘菊夏季叶片反射和透射率明显高于冬季,这有利于散失夏季过多光照和充分利用冬季短缺光照。薇甘菊叶片的上述光学特征,可能是其生长于其它植物表面强光照环境的一种适应性表现,有利于其在入侵地快速生长。     

外来入侵植物凤眼莲遥感监测方法研究

【目的】凤眼莲作为我国典型的外来入侵物种之一,其大规模入侵对水生生态系统破坏严重。目前在不同生境下开展的凤眼莲遥感监测方法研究精度有所不同。本研究对比了不同分类方法,拟筛选出适合我国南方地区凤眼莲的分类方法。【方法】基于Sentinel-2、Landsat8 OLI多光谱影像,选择最大似然和支持向量机监督分类、决策树分类以及植被指数阈值分类方法分别对海南省5个水库的凤眼莲遥感分类,依据无人机可见光影像目视结果对不同方法的分类精度进行评价。【结果】基于凤眼莲时相特征的决策树分类精度最高,总体精度达到90%以上;在基于光谱特征的分类方法中,最大似然监督分类的用户精度为77.88%、制图精度为72.44%,支持向量机分类的用户精度和制图精度分别达到87.00%和84.48%。【结论】基于时相特征与光谱特征的决策树分类方法精度高于仅基于光谱特征的监督分类方法,简单植被指数阈值方法难以区分不同生境内的凤眼莲,研究结果可为我国南方地区凤眼莲遥感监测与预警提供依据。     

区域尺度薇甘菊入侵分布的影响因子

以深圳市宝安区为研究区,利用基于2007年IRS卫星影像数据得到的土地利用分类制图以及同年薇甘菊分布调查图、DEM等GIS数据,通过薇甘菊入侵/未入侵地区相关指标的对比性分析及Autologistic回归模型的构建,研究了区域尺度下薇甘菊入侵分布的重要影响因子.结果表明:(1)区域尺度下薇甘菊入侵地区与未入侵地区之间存在显著差异,地形特征及土地利用方式为显著影响因子,群落特征的影响不显著;(2)Autologistic回归模型显示出薇甘菊的入侵分布与其邻域果园密度及水体密度高度相关,模型结果具有较好的拟合精度,可以为薇甘菊入侵扩散重建及近期重点区域的防除决策提供参考依据.     

云南省林地薇甘菊防控研究进展

薇甘菊是世界十大有害杂草之一,引起广泛关注,因其入侵能力强,给入侵地的生态系统造成了极大威胁。本文系统总结云南省林地薇甘菊防治研究进展:开发出"林地薇甘菊监测预警信息系统"和"薇甘菊风险评估管理信息系统",提高了薇甘菊在云南省潜在分布区域预测的可靠性;筛选及复配出林地防效好的森草净+2,4-D钠盐,对土壤相对较为安全的2,4-D+敌草快复合药剂;选用旱冬瓜、千果榄仁、柱花草等替代控制薇甘菊,防控的同时还能创造更大的经济效益;发现薇甘菊颈盲蝽是控制薇甘菊的专化性强且取食量大的重要天敌昆虫,实现了对薇甘菊种子扩散和无性传播的有效控制。对薇甘菊的防治,集成了监测预警、应急除治、生物防治、生态修复技术,形成林地薇甘菊绿色防控技术体系,但其防控仍是局部的,未来还需要不断突破,使对薇甘菊的局部应急防控逐步转为大面积的持续生态控制。     

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。     

利用图像识别技术计算薇甘菊锈病的相对病斑面积

[目的]为了定量评估薇甘菊柄锈菌对薇甘菊的防控效果,研发一种基于图像识别技术的高效、准确的薇甘菊叶片相对病斑面积的计算方法.[方法]利用图像识别、网格法、复印称重法3种相对面积的计算方法,分别计算薇甘菊感染柄锈菌后的相对病斑面积,并结合以手动分割的结果作为标准,计算各方法的绝对准确率和绝对误差并作为评价指标,最终对3种...     

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。     

我国原生植物假泽兰(菊科)的细胞学研究

该文研究了我国原生植物假泽兰(Mikania cordata)台湾花莲居群、苗栗居群、宜兰居群以及台北居群的染色体数目和染色体形态。结果表明:所有居群的染色体数目为2n=36,第一对染色体为近中部着丝粒染色体,其长臂中部具有次缢痕,显著大于其余染色体。各居群的核型公式皆为2n=18m+18sm,核型均为2B型,染色体内不对称性指数(A_1)的变化范围为0.38~0.39,染色体之间不对称性指数(A_2)的变化范围为0.30~0.32。此为我国假泽兰居群染色体数目的唯一报道,也是对该种核型的首次报道。结合前人对假泽兰染色体数目的研究结果,认为假泽兰存在种内非整倍性现象,但在中国台湾的居群中目前仅发现基于x=18的二倍体(2n=36)。假泽兰的第一对染色体的长臂中部具次缢痕,与假泽兰属已报道的核型相似,这一次缢痕可作为假泽兰属的细胞学标记。核型资料、野外观察以及ISSR数据显示薇甘菊(M.micrantha)在我国的成功入侵与入侵种和本土种之间的杂交渐渗无关。根据标本记录和野外考察结果,我国假泽兰现在的分布区与过去相比有了很大的缩减,推测生境的破坏和薇甘菊的侵入可能是导致假泽兰在中国台湾地区逐渐消失的主要原因。     

Effects of the invasive plant Mikania micrantha H.B.K. on soil nitrogen availability through allelopathy in South China

Allelopathy has been regarded as a mechanism for successful exotic plant invasion. However, it is not clear if and what effects of allelopathic substances may exert on soil nutrient. The exotic plant Mikania micrantha H.B.K. (M. micrantha) has invaded many forests in south China, and recent studies have suggested it has allelopathic potential for other plants and soil microbial community. Thus, we hypothesized that M. micrantha could influence soil nutrients and N transformation through allelopathy. We measured total C and N, NO₃ ⁻, NH₄ ⁺ and pH of the soil beneath M. micrantha and the adjacent open soil, and then measured the above soil properties after treating soil with 3 concentrations of aqueous extracts of M. micrantha (T₁: 0.005 g ml⁻¹; T₂: 0.025 g ml⁻¹; T₃: 0.100 g ml⁻¹). In addition, a bioassay was conducted to determine the allelopathic potential of the soil beneath M. micrantha. The results showed that M. micrantha significantly affected soil nutrients and N transformation. Soil beneath M. micrantha had inhibitory effects on seed germination and seedling growth of test plant, and had significantly higher C, N, ammonia, net nitrification rate than those of open soil. The plant extracts decreased soil pH, and T₁ decreased it the most, and it increased soil C and N, and T₁ represented the greatest increase in both C and N. The extracts also increased both NO₃ ⁻ and NH₄ ⁺ in soil, whereas no significant difference existed among the 3 extract treatments. Compared to the water control, the soil net mineralization rate was higher under T₁, while lower under T₂ and T₃. However, the extracts increased the soil nitrification rates under all the treatments (T₁, T₂ and T₃). Our results suggest that the water soluble allelochemicals of M. micrantha improve soil nutrient availability, through which the invasive plant M. micrantha may successfully invade and establish in new habitats.     

Changes in Soil Microbial Community Associated with Invasion of the Exotic Weed, Mikania micrantha H.B.K

Invasions of exotic plant species are among the most pervasive and important threats to natural ecosystems. However, the effects of plant invasions on soil processes and soil biota have not been adequately investigated. Changes were studied in soil microbial communities where Mikania micrantha was invading a native forest community in Neilingding Island, Shenzhen, China. The soil microbial community structure (assessed by phospholipid fatty acid [PLFA] profiles) and function (assessed by enzyme activities), as well as soil chemical properties were measured. The results showed that the invasion of M. micrantha into the evergreen broadleaved forests in South China changed most of the characteristics in studied soils. Microbial community structure and function differed significantly among the native, two ecotones, and exotic-derived soils. For PLFA profiles, we observed a significant increase in aerobic bacteria but a decrease in anaerobic bacteria in the M. micrantha monoculture as compared to the native and ecotones. The ratio of cy19:0 to18:1ω7 gradually declined but mono/sat PLFAs increased as M. micrantha became more dominant. Both ratios were significantly related to pH according to regression analysis, therefore, pH was a sensitive indicator reflecting the invaded soil subsystem succession. The microbial community composition clearly separated the native soil from the invaded soils by principal component analysis (PCA) and discriminant analysis (DA). For enzyme activities, 7 of 9 enzymes (β-glucosidase, invertase, protease, urease, acid phosphatase, alkaline phosphatase, and phenol oxidase) showed the similar trend that the activities were highest in the exotic, intermediate in the two ecotones, and lowest in the native community. In most cases, enzyme activities were influenced by soil chemical properties, especially by pH value and soil organic matter. Differences in the structural variables were well correlated to differences in the functional variables as demonstrated by canonical correlation analysis (CCA). It was concluded that M. micrantha invasion had profound effects on the soil subsystem, which must be taken into account when we try to control its invasions.     

颈盲蝽取食对薇甘菊叶片营养物质和防御酶的影响

【目的】薇甘菊是世界最具危害性的入侵杂草之一,对我国生态环境和农业、林业生产造成了严重的危害。颈盲蝽是控制薇甘菊的一种潜在的重要天敌昆虫。本研究旨在探讨薇甘菊被颈盲蝽取食后,叶片防御相关酶系活性、营养物质和叶绿素含量的变化,阐明颈盲蝽取食对薇甘菊生理功能的影响,为利用颈盲蝽防控薇甘菊提供依据。【方法】从云南瑞丽野外采集薇甘菊的本地天敌昆虫颈盲蝽,测定了颈盲蝽取食前及取食12、24、48、96 h后,薇甘菊叶片中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及可溶性糖、可溶性蛋白及叶绿素含量,以取食前的植株作为对照。【结果】与对照相比,颈盲蝽取食12 h时,薇甘菊叶片中的POD、CAT活性升高,SOD活性降低;之后POD、SOD活性上升,CAT活性降低,取食48 h时,POD和SOD活性达到最高值,CAT活性达到最低值;取食96 h时,POD与SOD活性降低,但仍高于对照,CAT活性与取食48 h时相近。颈盲蝽取食后,薇甘菊叶片中的可溶性糖含量明显上升,取食96 h达到最高值;可溶性蛋白和叶绿素含量显著降低,在96 h达到最低值,分别低于对照39.30%和69.94%。【结论】颈盲蝽取食严重破坏了薇甘菊叶片的正常生理功能,并最终导致其叶片萎蔫和坏疽。     

广东省中山市2种红树林有害生物风险分析及防控策略

【目的】了解红树林有害生物风险及其防控,维护红树林健康生长,发挥红树林的生态功能。【方法】2018—2019年,连续2年对广东省中山市红树林有害生物种类进行系统调查监测,并对薇甘菊和星天牛2种有害生物在中山市的分布状况、定殖和扩散的可能性、潜在危害性、受害对象的重要性、防控难度等进行分析,结合红树林的生态效益,参照国际有害生物风险性分析方法对两者在中山市红树林的危害风险性进行综合分析评估。【结果】调查发现,中山市红树林主要有害生物有23种,其中薇甘菊、星天牛最为严重,评估风险性R值分别为1.63和1.61,属中度危险的林业有害生物。【结论】薇甘菊和星天牛目前仅在中山市红树林局部地区发生危害,但具有明显扩散蔓延趋势,应该建立以应急除治、生物防治、生态修复等多种技术相结合的生态控制技术体系。     

大湄公河次区域薇甘菊的防控技术

薇甘菊是大湄公河次区域的重要恶性入侵杂草,其种群跨境入侵扩张备受区域各国政府的高度重视和社会广泛关注。2011年以来在我国相关农业科研机构、团队和专家的科技支撑下,中国云南与周边五国科研机构成立“大湄公河次区域植物保护工作组”。本文简要介绍工作组围绕该入侵杂草在生态异质性条件下种群扩展与灾变过程的预警监测、阻截防控带建设、替代控制与选择性除草剂协同应用取得的阶段性成效,为积极主动融入国家“一带一路”倡议的实施,服务于中国云南的经济国境线、绿色国境线和生态国境线发挥建设性作用。