乡土植物芦苇对外来入侵植物加拿大一枝黄花的抑制作用

在城市建筑荒地中设立实验样地,通过对样方植物进行实地观测,并结合实验室比叶重和生物量测算,了解和分析野外建筑荒地中自然混生条件下芦苇(Phragmites communis)和加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)的竞争过程和结果。结果表明芦苇和加拿大一枝黄花混生群落中芦苇发展近似于单优群落,芦苇以较高的平均株高和密度抑制加拿大一枝黄花生长,混生群落逐渐趋向于芦苇单优群落。混生群落芦苇比叶重和平均每株生物量近似于单优群落,加拿大一枝黄花比叶重和平均每株生物量显著低于其单优群落,光合作用受到显著抑制。de Wit模型分析显示,混生群落中芦苇和加拿大一枝黄花相互竞争、拮抗,前者竞争攻击力高于后者,模型预测混生群落中芦苇最终将把加拿大一枝黄花从样地中排除出去。浸提液种子培养显示加拿大一枝黄花具有化感作用,在低浓度条件(12.5mg/mL)下,对自生种子发芽有促进作用,高浓度条件下出现强烈抑制,但各浓度下芦苇种子不受加拿大一枝黄花化感作用影响;芦苇种子繁殖能力相对较弱,混生样地中加拿大一枝黄花在芦苇竞争胁迫下,种子千粒重和发芽率显著上升,扩散能力增强。芦苇具有在一定区域生态控制加拿大一枝黄花的潜力。     

蒙古栎次生林的生长更新与林下植被多样性对林分密度的响应

以辽宁省抚顺市清源县蒙古栎天然次生林为对象,在2018年对6块面积为0.1 hm²的蒙古栎样地进行疏伐,并于2020年调查样地内植被的生长情况,研究疏伐后形成的600(低密度)、720(中密度)、900株·hm^-2(高密度)3种密度对林木生长、林下实生苗更新与林下植被多样性的影响。结果表明: 由于疏伐后间隔年份较短,不同密度下树高、胸径无显著差异。但低密度下林冠对称指数显著高于高密度,表明树冠生长对于林分密度的响应比树干生长更迅速。中密度下实生更新苗数量最多,且相同苗高的实生苗地径显著高于其他两个密度,中密度下实生苗更新与幼苗生长都好于高、低密度。林中共有植物70种,隶属于41科67属,其中木本植物蒙古栎、胡枝子与草本植物山罗花、三叶委陵菜占优势地位。灌木层与草本层的优势度指数、均匀度指数和多样性指数在中密度下表现最佳,表明该立地条件下林分密度保持在720株·hm^-2时更有助于辽东山区蒙古栎次生林的可持续发展。     

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。     

黄河三角洲滨海滩涂不同密度柽柳林的根系形态及生长特征

为探讨黄河三角洲滨海滩涂不同密度柽柳根系形态及生长特征,以山东省滨州港附近滨海滩涂的低密度（1100株/hm²）、中密度（4100株/hm²）和高密度（7100株/hm²）柽柳林为研究对象,采用全挖法对不同密度柽柳根系进行挖掘,测定分析柽柳地上生物量、根系生物量、空间分布特征、拓扑结构和连接长度等指标。结果表明：（1）中、高密度下,柽柳对根系生长的投入量更大,以保证对地下资源的吸收利用,根冠比分别为0.59、0.53;而低密度柽柳根冠比为0.44。（2）低、中密度下柽柳根冠生长关系均表现为异速生长,高密度下为等速生长。（3）不同密度柽柳根系生长都以水平分布为主,表现出水平根型特征。中、高密度柽柳根幅及侧根长均小于低密度,低密度柽柳根系水平分布范围最大,可利于增强觅养和固定能力。（4）林分密度与拓扑指数显著相关,低密度柽柳根系拓扑结构趋向于叉状结构（拓扑指数TI=0.62）;中、高密度柽柳拓扑结构趋向于鱼尾形分支（TI=0.86;TI=0.81）。（5）不同密度柽柳根系外部连接长度显著大于内部连接长度,呈现滨海滩涂柽柳根系向外扩张的生长策略。滨海滩涂不同密度柽柳根冠异速生长关系、根系形态及生长特征既有差异性又有相似性,表现出不同的密度适应特征。不同密度柽柳根系均以地表分布、向外扩张为主。低密度柽柳主要通过增加分支,扩大根系生长空间;中、高密度柽柳减少分支,加强对内部资源的利用,以降低与邻株间的竞争。柽柳密度与土壤含水量、电导率、扎根深度、侧根长、拓扑指数显著相关。     

六盘山南坡不同密度华北落叶松水源林生长过程比较

以六盘山南侧的华北落叶松水源涵养林为研究对象,利用标准木树干解析法,研究了21年生低、中、高3种密度(1200、1500和2000 株·hm^-2)华北落叶松人工林的生长过程和直径结构.结果表明：华北落叶松3种密度林分在10年生前各项生长指标差异不显著;10年生后的林木直径、单株材积和林分蓄积生长过程明显不同;21年生时,低密度林分的生长状况明显优于中、高密度林分,但树高生长受密度影响不显著;3种密度林分直径分布的偏度系数(S_k)差异较大,高密度林分的S_k（0.338)大于中密度(0.072)和低密度林分(0.015).前者直径分布偏离正态分布,呈现顶峰偏左的现象;后者的直径分布接近正态分布,密度结构较合理;中密度林分直径分布的峰度系数(K,1.691)大于高密度(1.532)和低密度林分(0.665).说明中密度林分的林木分化程度比高、低密度林分小;林龄为21年的华北落叶松人工林的合理保留密度应为1200 株·hm^-2.     

不同生长阶段苘麻生物量分配对种群密度和土壤水分的响应

通过研究不同生长阶段下植物生物量分配对土壤水分和种群密度的响应,揭示植物同时应对生物与非生物环境因子的策略。本研究在田间条件下对1年生草本植物苘麻（Abutilon theophrasti）进行加水和对照2种水分处理,每种处理下进行低、中、高3种种植密度处理,分别在生长20、50 d时测量植物根、茎、叶片、叶柄和繁殖（花和果实）生物量,探讨在不同生长阶段苘麻生物量分配如何响应于密度和水分。结果表明：植物生长20 d时,在加水处理中,与低密度相比,中密度提高了根生物量比率19.4%和根冠比21.5%,降低了叶生物量比率34.4%;未加水处理（对照）中生物量分配对密度的响应不显著;50 d时,对照处理下,高密度相对于低密度降低了总生物量63.5%,2种水分处理下高密度都降低了根冠比和根生物量比率,提高了茎生物量比率,不影响总生物量和其他器官生物量分配。结果说明施加水分前期更容易促进根生物量分配对密度的积极响应（增大）,后期减缓高密度对总生物量的不利影响（降低）。生物量分配对密度的响应取决于种内相互作用的强度,早期适中水平的相互作用更容易产生地下促进作用,促进根部的积极响应。中密度下适中的种...     

福寿螺对稻田水生植物群落结构的影响

福寿螺是在我国南方地区危害水稻生产的一种外来入侵软体动物,已被世界自然保护联盟入侵生物专家组列为100种危害最为严重的外来入侵物种之一。在水域生态系统中福寿螺主要以摄食各种水生植物而生存。以水稻、大薸、水葫芦、粉绿狐尾藻、水花生和鸭舌草构成的稻田水生植物群落为对象,研究了低密度(4株/m2)、中密度(8株/m2)和高密度(12株/m2)福寿螺处理对稻田水生植物群落的影响,同时结合福寿螺的食物选择性实验分析其相关行为特性。结果表明:1)低密度、中密度和高密度福寿螺处理1周内水稻密度均急剧下降,高密度福寿螺造成水稻密度下降超过70%,2周后福寿螺危害水稻秧苗的程度减轻;2)各密度处理福寿螺均抑制了水花生和鸭舌草扩散,第8周时高密度福寿螺处理中水花生和鸭舌草的密度仅为对照的30%和25%。同时,低密度福寿螺处理中的水花生和鸭舌草的密度显著高于中密度和高密度处理。不同密度福寿螺处理对水葫芦、大薸和粉绿狐尾藻影响不明显;3)水稻的日均密度增长率为负值,低密度、中密度和高密度福寿螺处理间存在明显差异,且均显著低于对照。水花生和鸭舌草的日均密度增长率虽为正值,但显著低于对照,水葫芦、大薸和粉绿狐尾藻的日均密度增长率和对照无差异。福寿螺日均密度增长迅速,各密度处理无显著差异。福寿螺对水稻、水花生、鸭舌草的选择性显著高于水葫芦、粉绿狐尾藻和大薸;4)福寿螺引入8周后稻田水生植物群落物种多样性Simpson指数、Shannon指数和均匀度指数均显著降低。Simpson指数的大小顺序为:对照低密度中密度、高密度,Shannon指数和均匀度指数的大小顺序为:对照低密度中密度高密度。说明福寿螺对供试水生植物有明显的选择性,其入侵会严重危害稻田水生植物群落的物种多样性。     

福寿螺对稻田水生植物群落实验的影响

福寿螺是在我国南方地区危害水稻生产的一种外来入侵软体动物,已被世界自然保护联盟入侵生物专家组列为100种危害最为严重的外来入侵物种之一。在水域生态系统中福寿螺主要以摄食各种水生植物而生存。以水稻、大薸、水葫芦、粉绿狐尾藻、水花生和鸭舌草构成的稻田水生植物群落为对象,研究了低密度（4 株/m²）、中密度（8 株/m²）和高密度（12 株/m²）福寿螺处理对稻田水生植物群落的影响,同时结合福寿螺的食物选择性实验分析其相关行为特性。结果表明：1）低密度、中密度和高密度福寿螺处理1周内水稻密度均急剧下降,高密度福寿螺造成水稻密度下降超过70%,2周后福寿螺危害水稻秧苗的程度减轻;2）各密度处理福寿螺均抑制了水花生和鸭舌草扩散,第8周时高密度福寿螺处理中水花生和鸭舌草的密度仅为对照的30%和25%。同时,低密度福寿螺处理中的水花生和鸭舌草的密度显著高于中密度和高密度处理。不同密度福寿螺处理对水葫芦、大薸和粉绿狐尾藻影响不明显;3）水稻的日均密度增长率为负值,低密度、中密度和高密度福寿螺处理间存在明显差异,且均显著低于对照。水花生和鸭舌草的日均密度增长率虽为正值,但显著低于对照,水葫芦、大薸和粉绿狐尾藻的日均密度增长率和对照无差异。福寿螺日均密度增长迅速,各密度处理无显著差异。福寿螺对水稻、水花生、鸭舌草的选择性显著高于水葫芦、粉绿狐尾藻和大薸;4） 福寿螺引入8周后稻田水生植物群落物种多样性Simpson指数、Shannon指数和均匀度指数均显著降低。Simpson指数的大小顺序为：对照 > 低密度 > 中密度、高密度,Shannon指数和均匀度指数的大小顺序为：对照 > 低密度 > 中密度>高密度。说明福寿螺对供试水生植物有明显的选择性,其入侵会严重危害稻田水生植物群落的物种多样性。     

辽东山区蒙古栎径向生长对林分密度和气候因子的响应

为探究林分密度和气候因子对蒙古栎径向生长的影响,利用树木年代学方法研究了不同林分密度调控(间伐)下次生蒙古栎林径向生长变化,并结合气象数据,分析了蒙古栎生长变化的驱动因子。结果表明: 次生蒙古栎林径向生长受林分密度的影响显著。低密度原始林蒙古栎径向年均增长量为3.12 mm,2个中密度次生蒙古栎林分别为1.55和1.42 mm,高密度次生蒙古栎林为0.96 mm。20%的间伐强度对促进高密度(1900 株·hm^-2以上)栎林径向生长恢复作用有限,而对于中等密度(1600 株·hm^-2)栎林效果显著。该地区蒙古栎径向生长主要对当年1月和2月的降水变化敏感。抚育间伐降低了蒙古栎径向生长对气候因子的敏感性。在未来暖干化的气候情境下,密度调控有利于减缓气候变化对蒙古栎生长的不利影响。     

黄河三角洲滨海滩涂不同密度柽柳林的土壤盐碱与养分特征

为探讨黄河三角洲滨海滩涂不同密度柽柳林的土壤盐碱和养分特征,明确不同密度柽柳林的“盐谷”及“肥岛”效应,以黄河三角洲山东省滨州市北海新区滨海滩涂的低密度（1100 株/hm2）、中密度（4100 株/hm2）和高密度（7100 株/hm2）柽柳林为研究对象,测定分析不同密度柽柳林及柽柳植株周边不同位置的土壤pH、电导率、速效氮、速效磷、速效钾、有机碳等指标。结果表明：（1）土壤电导率随林分密度增大表现为逐渐减小,在中、高密度柽柳林,土壤电导率分别比低密度降低28.39%、55.74%;随距离柽柳植株远近不同,中、高密度柽柳林土壤电导率表现为根部<冠幅中心<冠幅边缘<株间空地,即中、高密度柽柳林出现“盐谷”效应,而低密度林分未出现。（2）土壤速效氮、速效磷和有机碳含量随林分密度增大表现出先增大后减小,在中、高密度柽柳林,柽柳植株周边不同位置的速效氮、速效磷和有机碳含量存在显著差异（P<0.05）,表现为根部>冠幅中心>冠幅边缘>株间空地,而低密度柽柳林差异不显著（P>0.05）;即中、高密度柽柳林出现“肥岛”效应,而低密度林分未出现。（3）中密度柽柳林在养分含量、养分富集率方面高于高密度,在盐分富集率方面低于高密度,具有更强的“肥岛”、“盐谷”效应。（4）不同密度柽柳林以及柽柳植株周边不同位置的土壤pH差异均不显著（P>0.05）。林分密度显著影响土壤盐分及养分含量,中密度柽柳林具有显著提高土壤肥力的作用,高密度次之,而低密度较差。不同密度柽柳林的降盐作用表现为中、高密度较好,低密度较差。基于柽柳林改良土壤盐碱与养分的作用,建议黄河三角洲滨海滩涂柽柳合理的初植密度为4100 株/hm2。