互花米草(Spartina alterniflora)草场土壤微生物生态分布及某些酶活性的研究

种植互花米草的盐沼土中,细菌、放线菌和真菌的数量比对照盐沼土中多。就不同深度来说,15—30厘米土层中,细菌数最多。细菌总数的增减趋势是:夏秋两季最多,冬春两季较少。在各生理类群中,氨化细菌占优势;固氮细菌、硝化细菌次之;反硝化细菌和硫酸盆还原细菌最少。内源呼吸作用强度、添加葡萄糖后的呼吸作用强度、氧化丙酮酸的能力和氧化多酚化合物的能力皆显示出同样的趋势,即三年生草场土壤中生物活性最强,光滩土壤中生物活性最弱。在光滩土壤中,脲酶和过氧化氢酶活性很低,而种植互花米草的土壤中这两种酶活性较强,但与种植年限和季节变化无显著相关性。     

互花米草(Spartina alterniflora)潜在分布格局的空间尺度效应

了解不同空间尺度下外来入侵植物互花米草(Spartina alterniflora)的潜在分布格局,有助于制定科学的防治管理策略,维护滨海湿地的生物多样性。研究基于有效的地理分布点位和环境变量数据集,设置了3个研究区幅度(区域、国家、全球)和5种环境变量粒度(30″、1.0′、2.5′、5.0′、10′),应用最大熵(MaxEnt)模型预测互花米草在不同幅度和粒度下的潜在分布,探究互花米草分布格局及其环境影响因子对空间尺度响应。结果表明：(1)MaxEnt模型在不同空间尺度下的预测效果较好,各尺度下测试集的受试者曲线下面积(AUC)值均大于0.8,真实技巧统计值(TSS)值则超过0.56,但模型的预测精度对空间尺度变化较为敏感;(2)不同空间尺度下互花米草的潜在分布格局存在着显著的差异性,表现为适生区面积会随着空间范围扩大或环境变量分辨率降低而提高,且质心位置也在不断发生地带性转移;(3)空间尺度的变化会削弱主要环境变量的解释力。在大尺度范围和低分辨率环境变量图层中,气候因子的重要性较大,而在相反尺度下地形因子的影响度得到提升;(4)研究区范围与环境变量分辨率不匹配时,模型预测精度和物...     

互花米草(Spartina alterniflora)草场土壤微生物生态分布及某些酶活性的研究

种植互花米草的盐沼土中,细菌、放线菌和真菌的数量比对照盐沼土中多。就不同深度来说,15—30厘米土层中,细菌数最多。细菌总数的增减趋势是:夏秋两季最多,冬春两季较少。在各生理类群中,氨化细菌占优势;固氮细菌、硝化细菌次之;反硝化细菌和硫酸盆还原细菌最少。内源呼吸作用强度、添加葡萄糖后的呼吸作用强度、氧化丙酮酸的能力和氧化多酚化合物的能力皆显示出同样的趋势,即三年生草场土壤中生物活性最强,光滩土壤中生物活性最弱。在光滩土壤中,脲酶和过氧化氢酶活性很低,而种植互花米草的土壤中这两种酶活性较强,但与种植年限和季节变化无显著相关性。     

刈割与水位调节集成技术控制互花米草(Spartina alterniflora)

治理和控制外来物种互花米草（Spartina alterniflora）对维护崇明东滩自然保护区生物多样性具有重要的意义和必要性。研究在上海崇明东滩鸟类国家级自然保护区建立的受损滩涂湿地生态修复示范样地中开展“刈割与水位调节集成技术”治理互花米草的物理控制实验,以期寻求有效治理互花米草的控制技术。示范研究结果表明,单一的水位调节方法虽然可以降低互花米草群落的密度和叶面积指数（LAI）,但至水淹处理100d后,处理样区内互花米草的生长和生物量已与对照区无显著差异。单一的水位调节方法不能达到有效快速控制互花米草的效果。通过在互花米草生长关键期（7月的扬花期）刈割＋水位调节集成技术处理后,互花米草地上部分无再新生现象,至当年10月份（生长季末期）,样区内互花米草的地上部分和地下部分已完全死亡并开始腐烂,达到了有效控制互花米草的效果。因此,应用刈割＋水位调节集成技术治理互花米草,必须选择关键季节刈割互花米草地上部分,同时配合一定水位的持续淹水（约3个月）,才能有效发挥其迅速有效治理互花米草的效果。扬花期刈割＋水位调节集成技术可为沿海地区大范围防治互花米草扩散提供有效途径。     

互花米草入侵对沿海湿地甲烷排放的影响

采集互花米草不同入侵年限(8、11和15年)的原状土壤,采用盆栽试验,研究了土壤有机碳含量对沿海湿地CH4排放的影响。结果表明,土壤有机碳含量随着互花米草入侵年限的增加而增加。在植物生长季,互花米草入侵15年的土壤有机碳含量为12.97g·kg-1,土壤CH4排放通量为2.94mg·m-2·h-1,显著高于入侵年限为8和11a(有机碳含量为8.11和9·16g·kg-1)的土壤,其土壤CH4排放通量分别为1.95和2.34mg·m-2·h-1。这主要是由于随着土壤有机碳含量提高,不仅为产甲烷菌提供了更多底物,同时也促进了产甲烷菌数量增加,从而导致更多CH4排放。因此,在评价互花米草入侵的综合环境效应时,需要兼顾土壤固碳能力和温室气体排放。     

江苏如东海岸互花米草盐沼沉积物叶绿素a分布特征

潮间带沉积物叶绿素a(Chl-a))是潮间带生态系统底栖微藻初级生产力的表征因子.为了解互花米草盐沼沉积物Chl-a的分布,于2010年夏季及秋季对江苏如东海岸11个站位的表层底质(0～8 cm)内Chl-a含量进行了分析.结果表明:垂直方向上,除10月1～5站位垂直分层不明显外,整体变化趋势为,在0 ～2 cm,随深度的增加而锐减,2～8 cm,变化较小,光照的垂直递减是造成这一趋势的原因;在水平方向上,夏季,沉积物Chl-a含量在互花米草盐沼高于光滩,秋季则相反;光照和沉积物组成的季节变化是造成沉积物Chl-a水平方向分布格局的直接原因;互花米草枝叶对光照的遮挡及对细颗粒物质的圈闭作用随植株生长阶段而变化;互花米草一方面通过促进细颗粒沉积物堆积影响底质的粒度组成,另一方面通过其枝叶生长影响滩面接受的光照,直接影响潮间带微藻的生长,继而影响底栖生态系统的初级生产力.     

互花米草黄酮含量分析及其生态学意义

互花米草原产于北美洲大西洋沿岸和墨西哥海湾,经引种和其他原因,已扩散到包括中国在内的多个国家和地区,并对被入侵地生态系统的结构和功能均造成了显著影响。有关该物种的入侵机制和控制策略是当前入侵生态学研究领域的热点。互花米草生物质材料中富含黄酮类物质,与该物种向海扩张的能力可能存在一定联系。鉴于黄酮广泛的应用价值,能否借助黄酮成分的开发带动生物质的收割,以达到有效控制该物种的目的,也是当前研究者所关注的问题。以芦丁为标准参照物,NaNO2-Al（ NO3）3法比较温室互花米草不同器官中总黄酮含量的差异,分析盐城滩涂互花米草越冬芽黄酮含量与所在地理位置之间的关系,采用L9（34）正交试验对干储互花米草叶总黄酮的提取工艺进行优化。互花米草叶片中黄酮类物质远高于根、根状茎、茎、叶鞘、颖稃及种子。盐城滩涂上互花米草越冬芽的黄酮含量随着由陆向海方向基本呈升高趋势。互花米草总黄酮最佳提取工艺为料液比1∶30,乙醇浓度70％,水浴温度80℃,水浴时间2h。互花米草植物材料中,尤其在叶部,黄酮含量十分丰富。该黄酮物质与互花米草在海岸带盐沼生态系统中的适应和向海扩张也存在正相关关系,可作为探索互花米草入侵机制的一个方向。利用本研究中所得优化提取工艺可从互花米草干储生物质中获得稳定的黄酮来源。配合黄酮经济成分的开发而推动生物质材料的收割利用,将成为互花米草生态控制的一项潜在策略。     

刈割加遮荫综合治理互花米草(Spartina alterniflora)

互花米草(Spartina alterniflora)是我国危害最严重的外来入侵植物之一,探索经济有效的控制治理技术对保护我国海滩生态环境具有重要意义。本研究集成了刈割与遮荫2种物理控制方法综合治理互花米草,并与单一刈割的治理效果进行对比。结果表明:单一刈割虽然显著降低了互花米草植株的节数、株高和地上生物量等个体生长特征(P0.05),但对互花米草植株的节长、基茎、种群密度、结穗率和穗长等特征没有显著影响(P0.05),6个月后互花米草刈割种群的无性生长和有性生殖特征与对照种群已无显著差别。而刈割加遮荫综合处理不仅显著抑制了互花米草节数、节长、基茎、株高、生物量等生长指标(P0.05),而且有效抑制了幼苗形成,完全抑制互花米草的有性繁殖,显著降低种群密度(P0.05),最后导致植株地上部分全部死亡,其控制效果远优于单一刈割处理。刈割与遮荫综合控制的方法主要适用于去除入侵早期、小面积分布的单一互花米草种群并恢复为沙滩,也可以作为生物替代方法的前期处理。     

基于Maxent生态位模型的互花米草在我国沿海的潜在分布

以分布在我国沿海滩涂的96个互花米草分布记录点及覆盖东部沿海区域的海洋环境数据和气候环境数据为材料,利用Maxent生态位模型,研究外来物种互花米草在我国沿海的潜在分布情况.结果表明:互花米草适宜分布区占我国沿海区域的85%,其中高度适宜分布区占18%,中度适宜分布区占34%,低度适宜分布区占33%,不适宜分布区仅为15%.互花米草在我国沿海的地理分布主要受到年均最低海水温度、年均海水温度、年平均气温和1月最低气温4个环境因素的影响,而年均降水量、年均日较差、海水盐度、最高海水温度、7月最高气温及海流速度对互花米草地理分布的影响较小.互花米草高度适宜分布区的最低海水温度为0.62~24.81℃,平均海水温度为10.46~27.29℃,年均气温为9~25℃,1月最低气温为-13.5~16.7℃.互花米草地理分布概率在我国北部沿海区域达到20%以上,互花米草存在向我国北部进一步入侵的趋势,特别是在渤海湾地区,互花米草入侵潜力较大.互花米草在我国不适宜分布区主要集中在海南中部和南部海岸,以及台湾省大部分区域,依据当前我国分布记录及气候数据,这些区域互花米草入侵风险较小,但不排除未来入侵的可能性.     

不同发育时间的互花米草盐沼对大型底栖动物群落的影响

2004-2006年对长江口崇明东滩湿地芦苇(Phragmites australis)盐沼和不同发育时间的互花米草(Spartina alterniflora)盐沼的大型底栖动物群落特征进行分析研究.结果表明:互花米草盐沼发育初期,大型底栖动物群落以腹足类为主,物种丰富度(D=2.18)和多样性(H′=2.19)均低于芦苇盐沼(D=2.61, H′=2.29);随着时间的推移,互花米草与本地生物逐渐形成互动和稳定的格局,大型底栖动物群落组成中多毛类的种类逐渐上升(由3种变为6种),物种数和物种丰富度也上升,从而逐步形成新的大型底栖动物群落,物种丰富度(D=2.70)和多样性(H′=2.48)逐渐上升并高于芦苇盐沼(D=2.19, H′=2.09);从大型底栖动物群落的重新形成到稳定阶段,需要若干年的时间.     

Retraction of invasive Spartina alterniflora and its effect on the habitat loss of endangered migratory bird species and their decline in YNNR using remote sensing technology

Wetland environment and habitat loss increase the rate of biodiversity decline and affect our ecosystems. Yancheng National Nature Reserve (YNNR) is a protected area dedicated to endangered migratory bird species to overwinter. However, it currently has a record low influx of migrating birds and might therefore be losing its founding purpose. We used remote sensing technology to assess and quantify the impacts and effects of invasive halophytes Spartina alterniflora in the habitat loss and shrinkage of endangered bird wintering habitat from 2003 to 2018. We also attempted to ascertain the causes and triggers of avian population decline and its relationship with habitat loss, as these phenomena threaten and endanger species both locally and globally. Our study shows how YNNR has lost about 80% of migratory bird habitat to invasive S. alterniflora and Phragmites australis, a native halophyte plant in the reserve. Furthermore, shoreline erosion triggered the retraction of S. alterniflora and its backward growth toward Suaeda Salsa, the preferred foraging habitat for migratory birds in the zone, which is a possible cause of their decline.     

崇明东滩自然保护区盐沼植被的时空动态

盐沼植被是滩涂湿地的重要组成部分,其动态变化直接影响着湿地的生态服务功能和价值。通过对1998~2005年间4景不同时相的LandsatTM遥感影像的解译分析,结合历史资料数据和近年来的现场调查,分析了崇明东滩鸟类自然保护区自建立以来,盐沼植被的时空演替动态过程。结果显示,随着滩涂的淤涨,东滩盐沼植被的面积从1998年的2478.32hm2增加到2005年的4687.74hm2,而互花米草(Spartina alterniflora)自人为引入至2005年,其面积已增加到1283.4hm2,其增加速率显著高于土著种芦苇(Phragmites australis)和海三棱藨草(Scirpus mariqueter),并且已在东滩保护区相当区域内形成单优势种群落。受1998年和2001年两次高滩围垦和互花米草入侵影响,崇明东滩的芦苇群落面积大大减少,虽随着滩涂的淤涨,芦苇群落的面积逐年有所增加,但增加的速度缓慢。互花米草有着更广的生态幅和竞争优势,是滩涂中扩散最快的植被,而淤涨型滩涂为其提供了可扩张的空生态位,如不加以控制和治理,其快速扩散将会对崇明东滩保护区的生态系统造成更大的威胁和影响。     

三种类型互花米草抗盐生态型的分化

从美国引种成功的三种类型互花米草在不同NaCl浓度的盐渍生境中,叶细胞膜透性、渗透调节物(主要是K+、Na+)和氨基酸的变化以及光合作用、呼吸作用的变化都存在明显的差异,这是由于长期不同生境的选择和互花米草的基因型适应所造成的生态型分化的结果。按抗盐性分：G型抗性最强、F型最弱、N型居中。     

Estimation of primary production using five different methods in a Spartina alterniflora salt marsh

The aboveground production of Spartina alterniflora in a salt marsh in Barataria Bay, Louisiana, USA was estimated using five different harvest methods: peak standing crop (PSC), Milner-Hughes, Smalley, Wiegert-Evans, and Lomnicki et al., and a non-destructive method based on measurement of stem density and longevity. Annual production estimates were 831 ± 41, 831 ± 62, 1231 ± 252, 1873 ± 147 and 1437 ± 96 g dry wt m^–2 for each method, respectively. The average longevity of individually tagged young shoots was 5.2 ± 0.2 months, equivalent to an annual turnover rate of 2.3 crops per year. Among the five methods, Wiegert-Evans and Lomnicki et al. were considered more accurate than the other three because they corrected for mortality losses between sampling times. The Lomnicki et al. method was preferred over the Wiegert-Evans method because of its greater simplicity.     

闽江河口互花米草不同入侵年限湿地土壤磷赋存形态

选择闽江河口鳝鱼滩互花米草不同入侵年限湿地(SA₁,5～6年;SA₂,8～10年;SA₃,12～14年)为对象,基于时空互代法研究了互花米草入侵对湿地土壤磷赋存形态的影响。结果表明: 不同入侵年限互花米草湿地土壤中难分解态磷(HCl-Pi、Residual-P)含量的占比最高(46.4%～46.7%),中等易分解态磷(NaOH-Pi、NaOH-Po、Sonic-Pi)次之(40.0%～44.0%),而易分解态磷(Resin-Pi、NaHCO₃-Pi、NaHCO₃-Po)最低(9.5%～13.3%)。随着互花米草入侵年限的增加,湿地土壤磷赋存形态及其空间分布特征也发生明显改变,中等易分解态磷、难分解态磷和总磷含量整体上均呈增加趋势,而易分解态磷含量呈降低趋势。相对于SA₁,SA₂的中等易分解态磷、难分解态磷和总磷含量分别增加了11.5%、9.7%和10.5%,而SA₃分别增加了24.8%、13.2%和13.5%。互花米草入侵年限的增加显著改变了湿地土壤磷的赋存形态特征,这主要取决于电导率(EC)、pH值及粒度等关键因子的变化。近年来,闽江河口开展的互花米草定期刈割治理在一定程度上减少了残体向土壤归还磷养分的能力,降低了土壤中易分解态磷的养分供应。     

Effects of drainage and soil organic content on growth of Spartina alterniflora (Poaceae) in an artificial salt marsh mesocosm

An artificial salt marsh mesocosm was constructed using 680-L polypropylene tanks to determine the effect of soil drainage depth and organic content on growth and rhizome proliferation of the salt marsh smooth cordgrass Spartina alterniflora. Soil drainage depth had no effect on accumulation of aerial or subsurface plant tissue, but tanks that had 2.5% soil organic content supported enhanced aerial tissue and rhizome growth compared to tanks that contained sand alone. We propose a mathematical model for predicting the mass of photosynthetically significant leaf tissue without cutting and drying leaves. Implications of these findings for salt marsh creation projects are discussed.     

Lacunal allocation and gas transport capacity in the salt marsh grass Spartina alterniflora

Summary Lacunal allocation as the fraction of the total cross sectional area of leaves, stem bases, rhizomes, and roots was determined in both tall and short growth forms of Spartina alterniflora collected from natural monospecific stands. The results indicate that in both growth forms lacunal allocation is greater in stem bases and rhizomes than in leaves and roots and that tall form plants allocate more of their stem and rhizome to lacunae than short form plants.Measurements made in natural stands of Spartina alterniflora suggest that total lacunal area of the stem base increases with increasing stem diameter and that stem diameter increases with increasing plant height and above-ground biomass. However, the fraction of cross section allocated to lacunae was relatively constant and increased only with the formation of a central lacuna.Experimental manipulations of surface and subsurface water exchange were carried out to test the influence of flooding regime on aerenchyma formation. No significant differences in lacunal allocation were detected between plants grown in flooded (reduced) and drained (oxidized) sediments in either laboratory or field experiments. While aerenchyma formation in Spartina alterniflora may be an adaptation to soil waterlogging/anoxia, our results suggest that lacunal formation is maximized as a normal part of development with allocation constrained structurally by the size of plants in highly organic New England and Mid-Atlantic marshes.The cross sectional area of aerenchyma for gas transport was found to be related to the growth of Spartina alterniflora with stands of short form Spartina alterniflora exhibiting a lower specific gas transport capacity (lacunal area per unit below ground biomass) than tall form plants despite having a similar below-ground biomass supported by a 10 fold higher culm density. The increased specific gas transport capacity in tall vs. short plants may provide a new mechanism to explain the better aeration, higher nutrient uptake rates and lower frequency of anaerobic respiration in roots of tall vs. short Spartina alterniflora.     

天津沿海滩涂互花米草种群生殖分株数量特征及生殖分配研究

通过对天津沿海滩涂单优群落的取样调查,研究了互花米草种群生殖分株的数量特征和生殖分配规律。结果表明,在籽实成熟期,互花米草种群单个生殖分株重为15.62±9.26 g,穗和种子重分别为2.68±2.08和1.39±1.12 g,小穗和种子数分别为537.7±362.2和490.2±376.3个,生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别为15.02±5.83和7.62±3.8%,结实率为81.9 ±28.6%。穗和种子的形成分别需要分株积累3.2和3.6 g以上的生物量。穗长、穗重、种子数、小穗数、生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别与分株高度呈极显著(p<0.01)的正相关关系。穗重、小穗数、种子重、种子数、生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别与分株重呈极显著(p<0.01)的线性正相关关系。种子数、小穗数、生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别与茎和叶鞘生物量分配呈极显著(p<0.01)的负相关关系。穗各构件在空间上的分布也存在较强的规律性。     

互花米草入侵对滩涂湿地甲烷排放的影响

在浙江省台州市附近滩涂湿地设置3个不同互花米草入侵密度梯度,即仅有本土植物样地、互花米草与本土植物混生样地和互花米草单优群落样地,研究互花米草入侵对滩涂湿地CH₄排放的影响.结果表明: 3个样地CH₄排放通量为0.68～5.88 mg·m^-2·h^-1,CH₄排放通量随着互花米草入侵梯度的增加而显著升高,互花米草单优群落样地CH₄排放通量分别为本土植物样地和混生样地的8.7和2.3倍.互花米草入侵显著提高了产甲烷菌数量、产甲烷潜力、甲烷氧化菌数量、甲烷氧化潜力、植物生物量、土壤有机碳含量和土壤pH,降低了土壤全氮含量.CH₄排放通量与土壤全氮呈显著负相关,与产甲烷菌数量、产甲烷潜力、甲烷氧化菌数量、甲烷氧化潜力、植物生物量和土壤pH呈显著正相关.互花米草的入侵提高了滩涂湿地植物群落生物量和土壤pH,促进了产甲烷菌数量和产甲烷潜力,从而提高了滩涂湿地的CH₄排放.