养分增加提高大狼耙草入侵种群的生长和竞争能力

为了探讨大狼耙草的入侵风险,该文通过同质种植园实验,研究了不同养分水平下大狼耙草河北、江苏、江西和广西4个入侵种群在单种和各种群与近缘本地植物金盏银盘混种时的生长和竞争响应。结果表明:(1)单种时4个种群的株高、分枝数和总生物量在高养分下显著高于低养分下,繁殖比在低养分下显著高于高养分下(江苏种群除外); 混种时4个种群各生长参数的竞争响应在高养分下小于低养分下的。(2)各养分下,广西和江西种群的株高和总生物量显著高于河北种群,广西种群的分枝数最多[低、中和高养分下分别为(12±0.86)、(16.83±0.95)和(21.83±1.14)]; 河北种群的繁殖比在低养分 [(47.33±3.29)%]和高养分 [(25.74±2.82)%]下最高,且显著高于同养分下的广西种群 [低养分为(30.92±1.78)%和高养分为(19.77±1.22)%]。中养分下,河北种群总生物量的竞争响应(-0.51±0.04)显著大于广西种群(-0.35±0.06),繁殖生物量的竞争响应(-0.46±0.03)也显著大于广西种群(-0.28±0.07)。综上表明,高养分提高大狼耙草的生长和竞争能力,生长和竞争能力在种群间有差异,养分增加和入侵种群间基因流可能会潜在地提高大狼耙草的入侵风险,该研究结果有助于预测入侵植物的入侵风险。     

光照和温度对入侵植物大狼耙草异型瘦果萌发的影响

为了解大狼耙草(Bidens frondosa)的入侵机理,对其中央瘦果和外围瘦果的形态特征和萌发特性进行了研究。结果表明,大狼耙草果序中的中央瘦果和外围瘦果在颜色、长度、宽度和芒刺长度等方面均存在明显差异。在周期性光照下, 两种瘦果在15℃/10℃下不萌发;在20℃/15℃和25℃/20℃下中央瘦果的萌发率显著高于外围瘦果;而在30℃/25℃、35℃/30℃和40℃/35℃下两种瘦果的萌发率无显著差异。在全黑暗条件下, 中央瘦果在低于35℃/30℃时萌发受到抑制,外围瘦果在低于40℃时萌发受到抑制。光照和瘦果类型除对大狼耙草的萌发率有显著影响外,对萌发指数和萌发速率也有明显影响。大狼耙草通过异形瘦果间的萌发差异减少同胞后代间的相互竞争,增强其对不同环境的适应性,使后代获得更多的生存机会,有利于瘦果在适宜的环境条件下萌发及入侵种群的存留与扩张。     

三种除草剂对外来入侵植物大狼耙草的防除效果

大狼耙草是危害生物多样性的一种恶性杂草。使用使它隆、二甲四氯、草甘膦3种除草剂对大狼耙草进行不同浓度、不同防治时期防除效果研究,结果表明:使它隆对大狼耙草平均致死率为92%,二甲四氯为85%,草甘膦为82%,但三者差异不显著;高、中、低3种浓度(使它隆分别为0.47、0.40、0.33g·L-1,二甲四氯分别为2.80、2.33、1.87g·L-1,草甘膦分别为5.18、3.89、2.59g·L-1)对大狼耙草致死率差异极显著,高浓度溶液防除效果较好;大狼耙草植株在幼苗期(植株高20cm)、生长盛期(植株高40cm)、花期(植株高60cm)3个防治时期致死率差异极显著,幼苗期防除效果理想。研究表明,在大狼耙草幼苗期使用0.47g·L-1浓度的使它隆防除效果最好。     

入侵植物黄顶菊与本地植物的竞争

温室和田间试验条件下,对黄顶菊与4种本地植物(马唐、牛筋、反枝苋和苘麻)在3种混生比例下的竞争效应进行了研究.温室试验结果表明:黄顶菊与马唐或牛筋混生所占比例低时,其株高受到明显抑制,在混生比例相同或黄顶菊所占比例高时,其株高未受到抑制;与反枝苋或苘麻混生时,黄顶菊的株高受到明显抑制,而反枝苋和苘麻的株高未受到抑制;黄顶菊与这4种本地植物混生,相对产量总和接近1;与马唐混生时,黄顶菊在高比例下的相对产量与1接近,而在其他比例下的相对产量均<1;与牛筋、反枝苋和苘麻混生时,黄顶菊的相对产量均显著<1;与4种本地植物混生,黄顶菊的竞争攻击力系数均<0.田间试验和温室试验结果一致.研究表明,黄顶菊与马唐、牛筋、反枝苋和苘麻利用相同的营养资源,其竞争力比供试的本地植物弱.     

施肥与竞争生长对入侵植物黄顶菊和本地植物光合特性的影响

【背景】黄顶菊具有较强的生态适应性和竞争能力,可压制或排挤本地物种,形成单优势种群,进而导致当地生物多样性下降。【方法】选取黄顶菊入侵域的4种伴生植物益母草、苘麻、马唐、反枝苋为研究对象,采用LI-6400便携式光合仪测定入侵植物黄顶菊与这4种植物竞争生长过程中的光合特性,并研究施肥对不同植物与黄顶菊竞争生长过程中光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度的影响。【结果】竞争生长对黄顶菊净光合速率的影响与本地植物种类密切相关,施肥促进了黄顶菊的净光合速率;竞争生长显著抑制了益母草、马唐和反枝苋的净光合速率,促进了苘麻的净光合速率,施肥增强了这4种植物的净光合速率。竞争生长对益母草和苘麻蒸腾速率的影响显著,而对其他2种植物的影响较小;与苘麻、益母草和反枝苋竞争生长过程中黄顶菊的蒸腾速率显著降低;施肥显著降低了单种处理中黄顶菊的蒸腾速率。与益母草、苘麻和反枝苋竞争生长过程中黄顶菊的胞间CO2浓度明显降低,施肥处理对黄顶菊的CO2利用率有显著抑制作用。【结论与意义】施肥影响黄顶菊的光合特性,与不同本地植物竞争生长对黄顶菊光合特性的影响不同。本研究结果将为进一步揭示黄顶菊的入侵机制及其综合治理提供理论依据。     

大针茅和糙隐子草对养分资源的竞争策略——Ⅰ．根和茎对施硫和其他养分的形态学反应

在德国植物营养和土壤科学研究所的温室中,用盆栽试验研究了3种不同的养分处理下(所有养分 硫肥、所有养分但无硫肥、空白对照(什么都不添加))大针茅(Stipa gtrandis L.)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa L.)对养分资源的竞争在形态学上的反应。竞争试验设计为替代序列设计,即每盆的植物密度为4株,大针茅的植株数从4→0,相反,糙隐子草的密度则从0→4。试验所用的土壤为内蒙古典型草原沙质栗钙土,2001年5月20目播种,待种籽发芽出苗后的第二天进行间苗。然后,每间隔10d分别对两种草的叶层高度、叶片数、分孽数进行测定;并于试验的第80天,度量糙隐子草新近展开的顶部叶片的叶绿素含量,之后齐地面刈割地上部分测地上生物量,同时将试验盆浸泡在蒸馏水中,用60目的网筛轻轻冲洗根系,用滤纸吸干水分,称鲜重,以便测定根长、根半径和根表面积等;然后用无离子水冲洗根系,在65℃下烘48h称重,过0．5mm筛粉碎装瓶备分析用。每个处理重复3次。结果表明,所有处理的大针茅和糙隐子草形态特征不存在竞争关系,即彼此比例的消长对对方无显著性的影响,且大针茅的根茎形态特征随两者比例的变化而变化不显著,在空白对照处理中糙隐子草也有类似的现象。然而,当供给养分时(无论足否同时添加硫肥),糙隐子草的比例大小显著影响其形态特征,即存在密度制约原理,且硫的供给与糙隐子草的比例间存在瓦作现象。养分添加显著增加了大针茅地上部分的生长和发育,但对根系的生长影响很小,且硫对其地上地下均无显著性的影响。而养分添加不仅增加了糙隐子草地上部分的生长发育,而且增加了根系的生长,硫的缺乏阻碍了糙隐子草地上地下的生长和发育。养分供给显著降低了糙隐子草的根茎比,但没有影响大针茅的根茎比。硫对糙隐子草根茎比的影响随糙隐予草比例的变化而变化,在其比例为100％和75％时,供硫显著降低了其根茎比。在所有养分处理中,25％比例的糙隐子草的根茎比显著小于100％比例的糙隐子草根茎比。供给其他养分而不供硫时,糙隐子草叶片的绿度显著淡于其它两种处理：且在养分供应(无论是否供硫)25％比例的糙隐子草叶片绿度显著深于100％比例的糙隐子草叶片绿度。该研究表明,大针茅与糙隐子草的形态之间似乎不存在竞争关系;由于所有处理大针茅种群生产力较低,其种间竞争很小,但糙隐子草种间竞争明显。养分的缺乏丰要限制了大针茅地上部分的生长和发育,对地下部分影响较小,且对硫供给的状况反应不敏感。而养分供给对糙隐予草地上地下均有显著的影响,且硫的缺乏阻碍了糙隐子草的生长发育。土壤贫瘠时,由于糙隐子草种群生产力低,植物间竞争较小,相反,对养分资源的竞争加剧。对养分的竞争刺激了根系的生长,使更多的光合产物分配到根中。其他养分的供给,提高了糙隐子草的生产力,因而加剧了硫的缺乏,而在低养分状况下(不供给任何养分)则缓解了硫的缺乏症状。     

大针茅和糙隐子草对养分资源的竞争策略Ⅰ.根和茎对施硫和其他养分的形态学反应

在德国植物营养和土壤科学研究所的温室中,用盆栽试验研究了3种不同的养分处理下(所有养分 硫肥、所有养分但无硫肥、空白对照(什么都不添加))大针茅(Stipa grandis L.)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa L.)对养分资源的竞争在形态学上的反应.竞争试验设计为替代序列设计,即每盆的植物密度为4株,大针茅的植株数从4→0,相反,糙隐子草的密度则从0→4.试验所用的土壤为内蒙古典型草原沙质栗钙土,2001年5月20日播种,待种籽发芽出苗后的第二天进行间苗.然后,每间隔10 d分别对两种草的叶层高度、叶片数、分孽数进行测定;并于试验的第80天,度量糙隐子草新近展开的顶部叶片的叶绿素含量,之后齐地面刈割地上部分测地上生物量,同时将试验盆浸泡在蒸馏水中,用60目的网筛轻轻冲洗根系,用滤纸吸干水分,称鲜重,以便测定根长、根半径和根表面积等;然后用无离子水冲洗根系,在65℃下烘48 h称重,过0.5mm筛粉碎装瓶备分析用.每个处理重复3次.结果表明,所有处理的大针茅和糙隐子草形态特征不存在竞争关系,即彼此比例的消长对对方无显著性的影响,且大针茅的根茎形态特征随两者比例的变化而变化不显著,在空白对照处理中糙隐子草也有类似的现象.然而,当供给养分时(无论是否同时添加硫肥),糙隐子草的比例大小显著影响其形态特征,即存在密度制约原理,且硫的供给与糙隐子草的比例间存在互作现象.养分添加显著增加了大针茅地上部分的生长利发育,但对根系的生长影响很小,且硫对其地上地下均无显著性的影响.而养分添加不仅增加了糙隐子草地上部分的生长发育,而且增加了根系的生长,硫的缺乏阻碍了糙隐子草地上地下的生长和发育.养分供给显著降低了糙隐子草的根茎比,但没有影响大针茅的根茎比.硫对糙隐子草根茎比的影响随糙隐子草比例的变化而变化,在其比例为100%和75%时,供硫显著降低了其根茎比.在所有养分处理中,25%比例的糙隐子草的根茎比显著小于100%比例的糙隐子草根茎比.供给其他养分而不供硫时,糙隐子草叶片的绿度显著淡于其它两种处理;且在养分供应(无论是否供硫)25%比例的糙隐子草叶片绿度显著深于100%比例的糙隐子草叶片绿度.该研究表明,大针茅与糙隐子草的形态之间似乎不存在竞争关系;由于所有处理大针茅种群生产力较低,其种间竞争很小,但糙隐子草种间竞争明显.养分的缺乏主要限制了大针茅地上部分的生长和发育,对地下部分影响较小,且对硫供给的状况反应不敏感.而养分供给对糙隐子草地上地下均有显著的影响,且硫的缺乏阻碍了糙隐子草的生长发育.土壤贫瘠时,由于糙隐子草种群生产力低,植物间竞争较小,相反,对养分资源的竞争加剧.对养分的竞争刺激了根系的生长,使更多的光合产物分配到根中.其他养分的供给,提高了糙隐子草的生产力,因而加剧了硫的缺乏,而在低养分状况下(不供给任何养分)则缓解了硫的缺乏症状.     

3种本地植物与入侵植物紫茎泽兰的竞争

为筛选替代控制紫茎泽兰的本地植物及探讨提高替代控制效率的方法,通过盆栽实验并利用相对产量(RY)和竞争攻击力系数(A)衡量了3种本地植物与紫茎泽兰的竞争关系,同时评估了活性炭(AC)、杀真菌剂(FC)和二者联合(AC+FC)对它们竞争的影响。结果表明：(1)不添加任何物质条件下：紫茎泽兰与南酸枣混种时,紫茎泽兰的生物量明显高于单种(P<0.05),其RY和A分别显著大于1和0(P<0.05);紫茎泽兰分别与假地豆和狗尾草混种时,紫茎泽兰的株高和生物量均明显低于单种(P<0.05),其RY和A均分别显著小于1和0(P<0.05)。说明紫茎泽兰的竞争力强于南酸枣而弱于假地豆和狗尾草,假地豆和狗尾草可以在一定区域作为替代控制紫茎泽兰的潜在目标植物。(2)与不添加任何物质相比,紫茎泽兰与南酸枣混种时,AC、FC及AC+FC处理增加了紫茎泽兰的根冠比,降低了其地上生物量比,也降低了南酸枣的生物量(P<0.05);紫茎泽兰与假地豆混种时,AC和AC+FC处理增加了假地豆的株高和生物量,FC处理增加了紫茎泽兰的株高(P<0.05);紫茎泽兰与狗尾草混种时,AC和A...     

土壤养分对菊科一年生入侵种和本地种繁殖性状的影响

入侵植物繁殖性状的研究可为揭示植物入侵机制提供重要的科学依据。为研究土壤养分对入侵植物和本地植物繁殖性状的影响, 并进一步研究养分添加是否更能促进入侵植物的繁殖能力, 我们设置了低、高两个养分水平, 通过同质园实验比较了不同土壤养分对假臭草(Praxelis clematidea)、胜红蓟(Ageratum conyzoides)、三叶鬼针草(Bidens pilosa) 3种菊科一年生入侵种和夜香牛(Vernonia cinerea)、一点红(Emilia sonchifolia)、墨旱莲(Eclipta prostrata) 3种本地种繁殖性状的影响。研究结果显示, 养分添加提高了6种菊科植物的开花株高、株高、地上生物量、单粒种子重量、总花序数、每花序种子数、总种子数量、总种子重量, 并使开花时间提前、花期延长。养分添加对入侵种的开花株高和单粒种子重量的提高幅度要比本地种更显著。相对于部分本地植物(夜香牛、墨旱莲), 养分添加更能促进部分入侵植物(假臭草、胜红蓟)的繁殖能力。三叶鬼针草和一点红的总种子数量和总种子重量在两种土壤养分水平下均较小。本地种墨旱莲的总种子数量和总种子重量在低养分条件下高于3个入侵种。这些结果表明, 高土壤养分仅能促进部分入侵植物相对于部分本地植物的繁殖能力。     

不同光照和水分下三叶鬼针草与本地种金盏银盘生长特征的比较研究

为探讨三叶鬼针草(Bidens pilosa)成功入侵机制,利用盆栽试验对不同光照和水分条件下三叶鬼针草与本地种金盏银盘(B.biternata)的生长特征进行了比较研究。结果表明,两物种对光和水的变化均具有较大可塑性,但与金盏银盘相比,在有利环境下三叶鬼针草具有较大的株高、叶面积、生物量;在不利环境下,三叶鬼针草具有较大的比叶面积和叶面积比;除叶面积比和叶生物量比外,三叶鬼针草各生理参数的可塑性指数均高于本地种。这说明三叶鬼针草具有较强的表型可塑性和入侵适应性,这些特性促进了其成功入侵。     

涝渍胁迫对入侵植物白花鬼针草及其本地近缘种金盏银盘生长和生理特性的影响

[目的]揭示涝渍胁迫下白花鬼针草与其本地近缘种金盏银盘的生长和生理特性差异。[方法]研究对照和涝渍胁迫下白花鬼针草和金盏银盘株高、新生不定根数目、净光合速率（P_n）、总生物量、相对生长速率、叶面积等生长和生理指标的变化。[结果]涝渍胁迫后入侵植物白花鬼针草比本地种金盏银盘保持了更高的株高、新生不定根数目和P_n（P<0.01）,更高的总生物量、相对生长速率、根生物量、茎生物量、叶生物量、叶面积（P<0.05）。涝渍胁迫10 d内,白花鬼针草根系活力和光系统II最大光量子产量显著高于金盏银盘（P<0.05）,涝渍胁迫20 d后2物种的2个参数趋于一致,这些结果表明涝渍对白花鬼针草生长的负面影响较小。涝渍胁迫前期更快的不定根生长速度和更高的根系脱氢酶活力可缓解涝渍对白花鬼针草的胁迫,减少了涝渍对光合系统的破坏,使其保持更高的P_n,从而有助于白花鬼针草保持更高的生长速率,是白花鬼针草耐受涝渍的生理机制。[结论]与本地近缘种金盏银盘相比,短期涝渍可使入侵植物白花鬼针草形成生长优势,华南地区雨季短期集中降水所形成的土壤涝渍有利于白花鬼针草的入侵。全球气候变化造成的降水不平衡性可能会加剧白花鬼针草在华南地区的入侵。     

白花鬼针草中多烯炔类成分的分离及其生物活性研究

为了解白花鬼针草(Bidens pilosa var.radiata)的化学成分,采用多种色谱技术从其提取物中分离多烯炔类成分,并对其生物活性进行研究.结果表明,从白花鬼针草乙酸乙酯提取部位中分离鉴定出4个多烯炔类化合物,分别为5-acetoxy-2-phenyl-ethinyl-thiophene(1)、1-phen...     

白花鬼针草入侵对植物群落结构及物种多样性的影响

【目的】阐明白花鬼针草入侵对植物群落组成及物种多样性的影响。【方法】调查广东茂名有白花鬼针草入侵(试验样方)和无白花鬼针草生长(对照样方)的植物群落中植物的种类、盖度、高度和密度,计算不同植物重要值及物种多样性指数,通过皮尔逊相关系数及拟合曲线展现白花鬼针草种群特征与其重要值及物种多样性的关系。【结果】白花鬼针草入侵后植物群落的组成和结构显著改变,由对照样方的104种减少到试验样方的63种,双穗雀稗、白花蛇舌草、香膏萼距花等物种消失,胜红蓟、阔叶丰花草、假臭草等恶性杂草的重要值降低,而马唐、薇甘菊、空心莲子草等物种重要值升高。白花鬼针草入侵降低了物种多样性,试验样方的Patrick丰富度指数(R)、Simpson多样性指数(D)和Shannon-Wiener多样性指数(H)均低于对照样方;白花鬼针草的重要值与以上多样性指数(H、D)和丰富度指数(R)呈显著负相关(P<0.001)。【结论】白花鬼针草入侵减少了物种多样性,并形成单一优势种群群落,对植物群落产生了负效应,对生态环境造成了极大的威胁。     

Effects of Nitrogen and Salinity on Growth and Competition Between a Native Grass and an Invasive Congener

Numerous studies show that an increase in the availability of limiting resources can increase invasion by non-native plants into natural communities. One possible explanation is that the ability of natives to compete with non-natives tends to decrease when resource availability is increased. We tested this hypothesis in a competition experiment using two closely matched plant species and two environmental factors related to limiting resources in a coastal grassland system on Bodega Head in northern California. We grew the native grass Bromus carinatus and the non-native grass B. diandrus together and apart at different levels of soil nitrogen crossed with different levels of soil salinity. Both species are abundant in the grassland and previous work suggested that the abundance of B. carinatus is lower and the abundance of B. diandrus is higher on soil that has been enriched with nitrogen. Salinity has been shown to be negatively associated with invasion by B. diandrus into another California grassland, and to vary significantly over short distances in the grassland at Bodega Head, where it could affect water availability, which strongly limits plant growth during the dry season. Contrary to our prediction that low resource availabilities would increase the relative competitive ability of the native, the ability of B. carinatus to compete with B. diandrus was not greater when nitrogen availability was lower or when soil salinity was higher. Instead, high salinity increased the relative competitive ability of the non-native, and low nitrogen had little effect on competition. This suggests that preventing resource enrichment will not suffice to control invasion by non-native plant species in this grassland.     

金花小檗与滇小檗的名实问题

Léveillé在1911年发表了小檗科滇小檗(Berberis bodinieri Lévl.)(新拟),但在原始文献中未说明其模式标本收藏处,并且在之后的一个世纪里,世界小檗属主要分类学文献都未收载该种。2014年,作者在英国皇家爱丁堡植物园标本馆(E)找到了滇小檗模式标本。之后,通过比较滇小檗和古宗金花小檗的模式标本及其原始文献,发现在枝条具棱,叶片为匙形或倒卵状匙形,花序为总状花序或近伞形花序,果实近球形或扁球形、红色、顶端具明显宿存花柱等主要分类学特征上,滇小檗与古宗金花小檗基本一致。因此,将滇小檗归并入古宗金花小檗。     

灰树花活性多糖构效关系研究进展

灰树花是一种珍贵的食药用菌,具有降血糖、抗肿瘤、免疫调节和抗病毒等多种生物活性。灰树花多糖是其主要的活性成分,多糖的生物活性与多糖的结构密切相关。本文综述了从20世纪80年代起国内外已报道的灰树花活性多糖的结构表征。部分研究认为多糖的降血糖活性可能与β-1,6-葡聚糖主链化学结构相关,而灰树花多糖结构为β-1,6主链或β-1,3主链葡聚糖时具有较好的抗肿瘤活性。然而多糖结构异常复杂,精细结构的解析困难,导致目前灰树花多糖结构表征一般止步于单糖组成、分子量、糖苷键类型、分支结构和粗略分子链构象,但二维核磁(two dimensional nuclear magnetic resonance,2D-NMR)和高分辨质谱联用等技术的发展将有助于解开灰树花多糖构效关系,并为灰树花活性多糖的开发利用提供理论依据。     

入侵种银胶菊和三叶鬼针草与本地种气体交换特性的比较

以菊科入侵植物银胶菊(Parthenium hysterophorus)和三叶鬼针草(Bidens pilosa)以及与其共生的菊科本地植物小蓟(Cirsium setosum)为对象,比较了3种植物气体交换参数和叶片特性的差异。结果表明,银胶菊和三叶鬼针草的净光合速率(net photosynthetic rate,P_n)、叶绿素含量、比叶面积(specific leaf area,SLA)、叶片单位质量P含量(leaf P content per unit mass,P_(mass))、光合能量利用效率(photosynthetic energy use efficiency,PEUE)和光合氮利用效率(photosynthetic nitrogen use efficiency,PNUE)均显著高于小蓟。植物叶片P_n与水分利用效率(water use efficiency,WUE)、叶片P_(mass)、SLA呈极显著正相关,植物叶片单位质量N含量(leaf P content per unit mass,N_(mass))与叶片SLA、单位质量建成成本(leaf construction cost per unit mass,CC_(mass))、叶绿素含量呈极显著正相关。与本地植物相比,较高的气体交换参数和叶片生化指标有可能是银胶菊和三叶鬼针草成功入侵的原因之一。