加拿大一枝黄花对庐山自然保护区林地植物多样性及其季节动态的影响

为揭示加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)在庐山自然保护区的扩散过程及其对林地的可能影响及规律,调查了庐山自然保护区周边加拿大一枝黄花的分布现状,并在庐山自然保护区加拿大一枝黄花入侵群落设置了长期监测样地,对7个1 m×1 m的样方进行了植物多样性季节变化的定点研究.结果发现,加拿大一枝黄花已在庐山自然保护区周边大量发生,尤其是在城镇周边和高速公路两侧.庐山自然保护区森林覆盖率较高,光弱、多雾天气不利于加拿大一枝黄花的生长与繁殖,因此,加拿大一枝黄花在样地内的扩散较慢.但是,加拿大一枝黄花在所处的植物群落草本层一直长期存在,并导致样地内部分本土草本植物多度下降,尤其在每年10月期间群落植物多样性下降到最低.研究结果表明,加拿大一枝黄花也有可能在郁闭度较好的林地实现种群更新,对自然保护区的潜在影响不容忽视.     

加拿大一枝黄花的生态位及其入侵对植物群落的影响

加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)原产于北美,1935年作为花卉植物引入我国,现在是我国东南地区的一种常见外来杂草,本文调查了该种入侵地植物群落的多样性指数和该外来杂草与群落其它28种植物的生态位重叠值,并应用主坐标排序对生态位重叠关系进行了表达,结果表明：(1)入侵地植物群落的物种多样性指数随着加拿大一枝黄花种群的扩展而下降;(2)在早春,与加拿大一枝黄花生态位重叠值较大的有一年蓬(Erigeron annuus)、毛莨(Ranunculus japonicus)、山莴苣(Lactuca indica)、波斯婆婆纳(Veronica persica)、雀麦(Bromus japonicus)、马兰(Kalimeris indica)等植物;(3)加拿大一枝黄花地下根具有很强的无性繁殖能力。     

外来入侵植物加拿大一枝黄花居群间遗传差异分析

采用三种不同的方法提取外来入侵植物加拿大一枝黄花总DNA,并应用RAPD技术分析了浙沪地区4个加拿大一枝黄花居群间的遗传分化。结果表明:(1)2×CTAB法提取的DNA具有较好的完整性,能较好地去除蛋白质、酚类和多糖杂质,是比较适合加拿大一枝黄花总DNA提取的方法;(2)加拿大一枝黄花的遗传多态性非常高, 13个引物在4个居群中共检测到102条扩增片段,多态带84条,多态率达到82.35%;特有带41条,占40.20%。居群之间的多态性分别是上海嘉定(73.13%) > 嘉兴乍浦(68.97%) > 杭州(68.42%) > 金华(57.14%);(3)13个引物检测的平均纯合度(J)为0.38,平均杂合度(H)为0.62;(4)Ne i基因相似系数、聚类分析和主成分分析表明,加拿大一枝黄花不同居群间的遗传差异程度较大,居群间的遗传分化与地理位置存在对应关系;(5)加拿大一枝黄花的入侵居群的适应性进化与杂草特性紧密相关。     

入侵植物加拿大一枝黄花对环境的生理适应性研究

 外来杂草已对我国的作物、果园、草坪、自然环境和生物多样性产生了严重危害。因此,对新传入的外来杂草开展生理生态学研究,对于预测它们在我国分布的潜在范围和生境特点有实践意义,了解新外来杂草对逆境条件的生理适应方面的知识,对它们的综合管理也是有益的。加拿大一枝黄花 (Solidago canadensis) 原产于北美,20世纪70年代作为花卉植物引入我国,现在是我国东南地区的一种常见外来杂草。本项工作测定了不同酸碱度、不同NaCl含量、不同质地的土壤、不同温度处理对加拿大一枝黄花植物体内游离脯氨酸、丙二醛、可溶性糖含量、过氧化物酶活性和过氧化物酶同工酶谱等生理指标的影响。结果表明：1）加拿大一枝黄花适生于偏酸、低NaCl浓度的土壤中;2）砂壤土、壤土比粘土更适于加拿大一枝黄花的生长;3）38 ℃的高温比5 ℃的低温对加拿大一枝黄花具有更大的损伤作用;4）加拿大一枝黄花地下根具有很强的无性繁殖能力。     

浙江温州加拿大一枝黄花入侵群落的季节性变化研究

通过设置固定样地,研究了加拿大一枝黄花在浙江温州入侵地的群落物种组成、群落结构的季节性变化。结果表明：①各群落的物种数存在较大的季节变化,1月和10月物种数较少,而4月和7月较多;②各群落的种类组成也存在较大的季节波动,大多数物种只在群落中短暂存在,株数最多的前 3个物种在空间垂直结构上呈现出一定的生态位分化;③各群落优势种在不同季节有所变化,在南堡两个样地加拿大一枝黄花在各个季节均为优势种或次优种（10月因人为干扰而例外）,说明已经处于成功入侵阶段;在杨府山的三个样地,加拿大一枝黄花的重要值有随季节变化而上升的趋势,表明处于入侵初期的定居阶段。     

入侵植物加拿大一枝黄花对土壤水分变化的生态学响应

以盆栽的入侵植物加拿大一枝黄花为材料,在100%(CK)、80%(W_80)、60%(W_60)和40%(W_40)土壤田间持水量条件下,研究了该植物的生长、生物量分配和光合生理特征,以探讨其入侵机制.结果表明:(1)加拿大一枝黄花的生长速率、株高、叶面积(叶长、叶宽)等均随土壤含水量的降低而下降;总生物量及根、茎、叶各器官生物量积累均随土壤含水量的减少而呈不同程度降低,根生物量比、叶生物量比和根冠比则表现出逐渐增大趋势,并在W_40处理下达到最大;克隆生长在W_40处理下受到严重抑制,表现为无克隆分株和二级根茎,分枝强度低、根茎直径小等特征.(2)随着土壤含水量减少,植株叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量逐渐下降,叶绿素a/b比值却升高,同期的净光合速率、最大净光合速率、光饱和点下降,而光补偿点却上升,其光适应范围逐渐变小.研究发现,加拿大一枝黄花具有较强的抗旱性和耐旱性,但重度干旱仍严重影响其正常生长,其适宜的水分生态位是中偏湿的土壤环境;其通过一系列形态和生理上的可塑性变化来适应和占据各种异质性生境,表型可塑性可能是其成功入侵的重要机制.     

外来植物加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）入侵的结构基础

采用野外观察、光镜、扫描电镜等手段,对入侵皖北的加拿大一枝黄花形态解剖结构进行了研究,并藉此理解该物种入侵适应的结构基础.结果表明:叶的上、下表皮的气孔数目均较少,具有厚的角质层和长的表皮毛,能起到保水和保护作用;叶片内有发达维管束和束鞘延伸,增加了叶片对光合产物的输导能力,以满足地下营养器官发育的需要.茎具有较强输导和支持能力的结构特征.主根过早停止发育,以适应地下逸生结构发育的需要.加拿大一枝黄花花期、花序结构和未能与本地昆虫建立固定访问关系使部分头状花序不育,成熟花粉粒外有胼胝质包被,有利于花粉传播,其花粉粒属于较为进化的类型;根状茎含较多菊糖,具备成为独立散布体的物质和结构基础.     

南京市加拿大一枝黄花入侵地群落的物种组成与多样性特征研究(附表)

为探究外来植物加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)入侵与南京市本土植物多样性的关系,该文采用踏查及样方调查对其入侵地群落的物种组成与多样性进行研究。结果表明:(1)入侵地群落中共有维管植物200种(含种下单元),隶属于62科156属,其中被子植物195种,裸子植物1种,蕨类植物4种; 数量最多的是菊科(Asteraceae)和禾本科(Poaceae)植物,分别有25种和24种; 从生活型来看,草本植物占多数,有133种,占所有种的66.50%; 此外,群落内尚有其他外来植物29种。群落中重要值最大的是加拿大一枝黄花,为40.00%; 其次是救荒野豌豆(Vicia sativa),为7.00%。(2)从植物区系看,非入侵地中植物科的区系分布型共4个,而入侵地植物科的区系类型仅有3个,其中泛热带分布、世界分布和北温带分布为两者均有,东亚和北美间断分布型仅在非入侵地中存在。非入侵地植物科的区系以世界分布型为主,有13科,占该类型群落中所有科的39.39%; 入侵地则以泛热带分布型为主,有16科,占总科数的45.71%。非入侵地中植物属的区系分布型有10个,而入侵地有12个,两者区系成分相近,旧世界热带型和热带亚洲至热带大洋洲分布型仅在入侵地中出现。北温带分布型和世界分布型同为两者中最主要成分。入侵地及非入侵地群落属的区系R/T值分别为0.58和0.38,种系分化度分别为3.29和3.11。(3)重度入侵群落的Margalef指数(E)与非入侵及轻度入侵群落相比,显著降低; 此外,重度入侵群落的Simpson指数(D)、Shannon-Weiner(H'')指数和Pielou指数(J)均显著低于非入侵、轻度入侵、中度入侵群落。(4)不同生境之间加拿大一枝黄花群落的E、D、H''和J均无显著性差异。该研究可为南京地区的加拿大一枝黄花入侵地的治理防控和生态恢复,以及进一步的科学研究提供强有力的理论支撑。     

外来入侵植物加拿大一枝黄花繁殖生物学研究

加拿大一枝黄花(S olid ag o canad ensis)原产北美,自然条件下既能结实,同时又能以地下茎出芽的方式克隆繁殖,是目前我国东部地区危害严重的外来入侵杂草之一,对我国部分省市的农业生产和生态环境构成了严重威胁。连续3a定点观测其种群扩张规律,从生境因子、种子性状及萌发特性、残体无性克隆生长,地下部分形态特征和各器官热值能量的季节动态变化等方面对加拿大一枝黄花的繁殖生物学作了研究,同时比较了加拿大一枝黄花和其他4种菊科外来杂草的地下部分形态特征。研究结果表明:(1)自然条件下,加拿大一枝黄花种子在3~10月期间均可萌发,4~5月份气候适宜,雨水充沛,是种子萌发的高峰期。夏季的6~8月份是其营养生长和克隆增殖的旺盛期,9月份开始献蕾,花果期为10月至翌年1月份。加拿大一枝黄花的结实量高达20000粒/株,种子(瘦果)千粒重为0.045~0.050g,含水量在60%~80%之间;(2)加拿大一枝黄花自然条件下种子萌发率约为30%,在不同pH值、盐浓度和湿度环境条件下种子萌发的耐受性较强。不同环境胁迫下的种子萌发率和沪浙地区加拿大一枝黄花土壤生境因子的调查结果均表明,该种比较适应干燥、透气性良好的酸性低盐砂壤土,对Zn、Cu、Pb等重金属耐性较高;(3)加拿大一枝黄花地下茎和植株基部节处能萌生克隆分株。在机械除草等人为干扰条件下加拿大一枝黄花采用应激繁殖对策,容易产生更多的克隆分株。植株残体的无性繁殖能力为地下部分>基部茎>茎秆,20cm基部茎>30cm基部茎>45cm基部茎,从小到大的机械破坏程度使地下部分残体出芽数依次减少,但累计出芽数反而增加;(4)与其他菊科外来杂草相比,加拿大一枝黄花地下部分的长度、表面积、体积等指标最大,说明其在地下部分形态上具有广泛逸生的结构基础;(5)加拿大一枝黄花地上部分生长速率以及多数地下部分形态指标在9月份达到最大值。8月份过于高温干旱的气候使茎、叶中的部分能量转向地下部分,增加须根以吸收更多的水分。加拿大一枝黄花生长周期内地下部分形态指标和各器官热值能量的动态变化与其兼备有性繁殖和克隆生长的繁殖对策相适应。     

加拿大一枝黄花的入侵机理研究进展

我国是世界上遭受外来生物入侵最为严重的国家之一。加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)是一种世界性的入侵植物,侵入我国已有70多年的历史,目前国内外对其入侵机理已有许多研究。结合近年来的研究热点和重要进展,从加拿大一枝黄花的生物学特点、入侵地环境的可入侵性、化感效应以及植物与土壤的反馈作用等4个方面综述了其成功入侵的机理,分析和评价了各种机理之间的内在联系。认为生物入侵是一个涉及多个营养级的复杂生物学过程,是多种机制综合作用的结果,人类活动的干扰是入侵事件频发的深层次原因。加拿大一枝黄花强大的入侵能力、高度的抗逆性、对本地植物和土传病原菌的化感抑制、入侵地环境的脆弱性以及菌根真菌等有益微生物的协助在入侵过程中起着关键作用,但天敌释放并未使其获得更大竞争优势。     

基于GARP的加拿大一枝黄花在中国的分布区预测

加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）原产北美,是在中国大陆危害最严重的入侵植物之一。本研究基于大量已有分布点数据,使用生态位模型（GARP）对其在中国的潜在扩散区域进行了预测,结果表明：极端低温、年均温对加拿大一枝黄花的分布限制较小,而坡度、坡向、年降雨量、雨日频率、汇流累积量、水流方向、极端高温和霜日频率对其分布影响显著。加拿大一枝黄花的潜在入侵区远大于目前的实际分布区,因此仍会继续在中国扩散;中国中南部和东北部是加拿大一枝黄花最易形成入侵的地区,应采取措施防止其入侵。     

菊科栽培植物黄莺花的核型分析

研究了我国广东佛山栽培的菊科(Astcraccae)植物黄莺花(Solidago canadensis var.gilvocanescens Rydb.)的染色体数目和核型.其染色体数目为2n=18,带有一对随体,核型公式为2n=2x=18=14m+4sm(2SAT),核型类型为"2A"型.     

加拿大一枝黄花和一枝黄花化感作用比较研究

比较研究了入侵物种加拿大一枝黄花（Solidago canadensisL.）与本地物种一枝黄花（S.decurrens Lour.）开花期水浸提溶液对6种受试植物的种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：两种一枝黄花的水浸提溶液对受试植物均有化感作用,但是加拿大一枝黄花地下部分的化感作用比其地上部分强,而本地一枝黄花则相反。两种植物相比较,加拿大一枝黄花地下部分的化感作用比一枝黄花强,而地上部分则相反。本研究表明,加拿大一枝黄花地下部分具有较强的化感作用,通过化感作用对本地植物产生较强的抑制作用,从而形成单一优势群落。化感作用是其成功入侵的重要机制之一。豆科植物对加拿大一枝黄花的化感作用不敏感,因此它们可以作为生物替代控制中优先选择的物种。     

加拿大一枝黄花入侵对杭州湾地区土壤线虫群落的影响

近年来随着地下生态学的发展,生态学家们逐渐重视生物入侵导致的地下生物多样性及其相关生态系统功能的改变.为探究加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)入侵对土壤线虫的影响,我们在杭州湾地区选取镇海、平湖、慈溪、奉贤、海盐和杭州6个研究地点,比较外来种加拿大一枝黄花群落与土著种芦苇(Phragmites a...     

不同光强对加拿大一枝黄花生长和叶绿素荧光的影响

以外来入侵种加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)为研究对象,在4种光照强度处理下,对其光合色素含量、叶绿素荧光特性、比叶重、植株的生长特征和生物量分配等指标进行了测定分析.结果表明:(1)随着光照强度的减弱,加拿大一枝黄花叶片的Chla、Chlb和Chl(a b)均上升,Chla/Chlb下降,4种光强处理下叶片的初始荧光(Fo)、光系统Ⅱ实际光化学效率(ФPSⅡ)、光系统Ⅱ最大光能转化效率(Fv/Fm)日变化曲线相似,高光强下的Fo、ФPSⅡ和Fv/Fm均小于中、低和弱光强下的,这说明加拿大一枝黄花能适应较大的光强幅度,同时对低、弱光强有一定的抗逆性.(2)生长在高(RI为100%)、中(RI为60%)光强下的加拿大一枝黄花植株正常生长,生长于低(RI为20%)弱(RI为5%)光强下的植株生长不良,表现为植株矮小,茎秆细弱.中度的遮荫对它的生长没有明显影响,但在严重遮阴下生长受抑.(3)生长在高、中光强下的总生物量、地下部分生物量明显增多,低、弱光强处理下的叶生物量比显著增加.结果表明,加拿大一枝黄花在高、中光强下对生长最有利,能够适应较大幅度的光照变化,但在严重遮阴下生长明显受抑,说明该入侵植物不易入侵到密林等光照强度比较弱的生境.     

加拿大一枝黄花对土壤营养元素吸收与转运特征

选择临海沿江镇加拿大一枝黄花重度入侵区域,分别收集植物与土壤样品,研究加拿大一枝黄花对土壤中7种营养元素的吸收、转运特征。研究结果表明：7种营养元素在植物组织中的平均含量排序为：Zn〉K〉Ca〉N〉Mg〉P〉Mn。而且不同器官对同一种元素的积累存在显著差异,总体规律表现为叶和花蕾积累元素最多,其次是枝条和根状茎,根和茎则积累最少。地上器官对各元素的转移能力表现出明显差异,但各器官均对氮素有较强的转运能力,转运因子均明显高于1。地下器官（根和根状茎）对氮素有较高的富集能力,富集因子同样明显高于1。7种元素在加拿大一枝黄花不同器官的吸收转运存在着一定的促进或者拮抗作用。在花蕾、枝条和根中,磷吸收分别与Mg、Mn和Zn吸收呈现显著负相关;在花蕾中,氮的吸收和Mn的吸收呈现显著正相关;在不同器官里,K、Ca、Mg、Zn和Mn吸收之间多呈现正相关。     

Introduced plants of the invasive Solidago gigantea (Asteraceae) are larger and grow denser than conspecifics in the native range

Introduced plant species that became successful invaders appear often more vigorous and taller than their conspecifics in the native range. Reasons postulated to explain this better performance in the introduced range include more favourable environmental conditions and release from natural enemies and pathogens. According to the Evolution of Increased Competitive Ability hypothesis (EICA hypothesis) there is a trade‐off between investment into defence against herbivores and pathogens, and investment into a stronger competitive ability. In this study, we conducted field surveys to investigate whether populations of the invasive perennial Solidago gigantea Ait (Asteraceae) differ with respect to growth and size in the native and introduced range, respectively. We assessed size and morphological variation of 46 populations in the native North American range and 45 populations in the introduced European range. Despite considerable variation between populations within continents, there were pronounced differences between continents. The average population size, density and total plant biomass were larger in European than in American populations. Climatic differences and latitude explained only a small proportion of the total variation between the two continents. The results show that introduced plants can be very distinct in their growth form and size from conspecifics in the native range. The apparently better performance of this invasive species in Europe may be the result of changed selection pressures, as implied by the EICA hypothesis.     

开花期加拿大一枝黄花水浸提液对3种作物种子萌发和幼苗生长的影响

测定了入侵杂草加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）开花期的茎、叶和花序水浸提液对辣椒(Capsicum annuum)、番茄(Lycoperiscum esculetum)、长梗白菜(Brassica chinensis var. communis)种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：（1）处于开花期的加拿大一枝黄花存在明显的化感作用,在25 mg·mL^-1时,对3种作物种子苗生长有促进作用,浸提液高于50 mg·mL^-1时,作物种子的萌发率和生长受到抑制,这种抑制作用随处理液浓度的提高而增强,在100 mg·mL^-1浓度处理下,甚至使作物种子失去活力;（2）加拿大一枝黄花叶和花序的水浸提液对种子萌发和生长的影响要大于其茎的浸提液;（3）在3种作物中,长梗白菜种子对加拿大一枝黄花水浸提液的敏感性最高。     

入侵种加拿大一枝黄花对土壤特性的影响

生物入侵已给人类社会带来了巨大的环境和经济损失,但关于植物入侵对生态系统的影响后果还知之甚少。土壤是生态系统的重要组成部分,植物入侵对土壤特性的影响已引起了生态学家的普遍关注。我们将原产北美的入侵杂草加拿大一枝黄花(Solidagocanadensis)和同属土著植物一枝黄花(S.decurrens)种植在具有相同利用历史的土壤中,通过检测生长后期不同植物下土壤特性的差异来研究加拿大一枝黄花的入侵后果。测定的土壤特性包括pH值、总碳、总氮、土壤有机质、硝态氮、铵态氮、净铵化速率、净硝化速率和净矿化速率等。野外选取了加拿大一枝黄花的典型入侵地上海江湾绿地进行土壤特性调查作为辅证。移栽实验和野外调查得到了基本一致的结果:加拿大一枝黄花调节了土壤pH值,增加了总碳、氮库和有机质库,降低了铵氮库和硝氮库。加拿大一枝黄花还促进了微生物的矿化速率和铵化速率,这表明该物种提高了土壤无机氮和铵氮的供给。控制无机氮浓度和无机氮形式的独立实验表明,高氮供给和富铵氮条件有利于加拿大一枝黄花的生长。本研究不仅为外来植物入侵后果的评估提供实验证据,而且为植物成功入侵的机制探索提供思路。