Disentangling relationships between habitat conditions, disturbance history, plant diversity, and American black cherry (Prunus serotina Ehrh.) invasion in a European temperate forest

Whether non-native plant invasions are causes, consequences, or independent of the low species diversity in recipient ecosystems remains a debated question. We tried to test these three hypotheses in the special case of the American black cherry ( Prunus serotina Ehrh.), a gap-dependent tree species, which is invading European temperate forests. We compared plant communities, soil properties, and disturbance history between P. serotina -invaded and uninvaded paired-stands in a managed mixed forest. Relationships between invasion, disturbances, plant communities, and environmental conditions were investigated using redundancy analyses with variation partitioning. Several soil characteristics differed between paired stands, but were rather components of stand invasibility than invasion effects, except for topsoil available phosphorus. The disturbance history was similar among paired stands except for the amount of storm-induced tree falls, which correlated with the invader's density. Wild boar-disturbed soil areas were more important beneath P. serotina canopies, suggesting a positive feedback on its own establishment. Overall, species assemblages in invaded and uninvaded stands were similar; their ecological inconsistency suggested a management-sustained non-equilibrium. Habitat conditions and disturbances explained most of the variation in both plant diversity and P. serotina density, the last two factors exhibiting a weak direct association. We conclude that in managed forest ecosystems where plant communities are mainly driven by non-interactive factors and immigration processes, non-native plant species can naturalize without being directly influenced by measured features of the plant community in the receiving environment on the short term.     

刺槐根瘤菌的表型多样性研究

从杨陵地区采集豆科树种刺槐的根瘤,经分离、纯化,获得40株未知菌株,并选取35株参比菌株,进行唯一碳源、氮源利用、对抗生素和染料的抗性、耐盐性、初始pH生长、生长温度范围及石蕊牛奶反应等共105项生理生化测定。结果表明：供试的刺槐根瘤菌在碳、氮源利用、抗生素敏感性、对染料的抗性程度等方面存在着差异。部分菌株具有较强的耐盐碱能力,其中42．5％的菌株能耐受3.0％的NaCl,17．5％的菌株可在初始pH12的YMA培养基上生长。从数值分类树状图可见,在86％的相似水平上未知菌株构成了3个新的类群,其中第1、2类群各有10株菌,中心菌株分别为NWYC113和NWYCl29,第3类群有7株菌,中心菌株为NWYC147。其分类地位需进一步研究和确定。     

黄土高原刺槐林间伐改造研究

通过对 9年生刺槐 (Robiniapseudoacacia)林以 3种不同保留密度进行间伐改造 ,并对其林内光照、温度和土壤水分环境因子以及林下植被层生物多样性、生产力和林冠层林木的生长情况与原林分进行对比分析 .结果表明 ,间伐改造能改善林木及林下植被层生长发育的环境条件 ,促进林下植被层生物多样性和生物产量的提高 ,增加林木的生产能力 .间伐保留密度达到 1110株·hm-2 时 ,在整个生长季 ,林地土壤水分比原林分提高约 40 %,不仅林下植被层的生物多样性和生物量有大幅度提高 ,而且林冠层林木的生产力达到较高水平 ;如果继续加大间伐强度 ,林下植被层和林木个体的生长已达到最大极限 ,将不再提高 .因此 ,1110株·hm-2 左右的保留密度是可考虑的间伐强度 .     

欧洲中部刺槐种源群体等位酶变异研究

从欧洲中部及美国收集了18个刺槐种源种子,以2年生苗木为材料,采用水平切片淀粉凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳对11个酶系统进行了检测,共发现20个酶位点,其中14个为多态位点,多态性位点百分数为70％。在参加计算的7个酶系统的12个多态性位点中,平均每个位点的等位基因数(A)和平均每位点等位基因有效数(Ae)为2.733和1．794,平均每个位点的实际杂合度(Ho)和预期杂合度(He)为0．368和0．400,固定指数(F)为0．080,绝大多数位点固定指数为正值。各基因位点遗传参数与12个位点平均值进行相关分析表明,Fe-6和Lap-a的大部分群体遗传参数(A、Ae、Ho、He等)与平均值存在紧密的相关关系,其他位点各项遗传参数和总平均值相关不明显,这些位点的重要性可能比相关性较好的位点更大。德国8个种源群体间遗传距离变化在0．09-0．26之间,来自匈牙利的6个种源之间遗传距离很小,绝大部分均在0．11以下;德国的8个种源与匈牙利和斯洛伐克的8个种源之间的遗传距离变化在0．09-0．24之间;来自美国的2个种源,与欧洲的种源间的遗传距离在0．09-0．23之间,这一距离没有超出欧洲种源之间的差异。匈牙利和斯洛伐克的8个种源群体的各项遗传参数均高于德国种源,表明这两个国家的遗传多样性水平较高。同时来自这两个国家的种源群体间变异系数变化在2．92％-9．97％,说明群体之间的遗传差别很小。德国的8个种源群体各项遗传参数相对较低,但群体间变异系数较高,群体间遗传差别较大。以各个国家为群体单位,4个群体间各项遗传参数的变异均较小,变异系数变化在3．861％-5．139％,表明刺槐种源间地理变异模式不明显。     

吉林蛟河阔叶红松林谱系多样性和功能多样性对采伐干扰的响应

阔叶红松林是东北森林的典型代表,由于受到历史采伐干扰的影响,导致生态系统功能严重退化,威胁东北地区生态安全。生物多样性是生态系统功能形成和维持的重要基础,阐明采伐前后生物多样性的变化对于评估采伐干扰的影响、理解森林恢复过程具有重要意义,能够为森林生态修复与重建提供理论支持。谱系多样性和功能多样性是生物多样性的两个重要维度,然而传统的研究仍停留在物种数量层面,难以全面反映采伐干扰的影响。以吉林蛟河阔叶红松林采伐样地为对象,依托连续四次的样地清查数据,同时结合植物的系统发育和功能性状信息,探讨了不同强度采伐干扰对谱系多样性和功能多样性的影响,具体采伐设置包括：未采伐（对照）,采伐15%胸高断面积（轻度采伐）,采伐30%胸高断面积（中度采伐）以及采伐50%胸高断面积（重度采伐）。结果显示：（1）中、高强度的采伐干扰显著降低了森林谱系多样性和功能多样性,并且高强度干扰条件下森林多样性的恢复要更加困难;（2）采伐还影响着群落功能性状组成,随着采伐强度的增加,群落木质密度加权平均值上升而最大树高下降;（3）相较于采伐强度和采伐木断面积,保留木断面积与生物多样性的联系更加紧密,表明采伐后森林所达到的密度状态是影响生物多样性恢复的关键,当保留木断面积在18m²/hm²附近时,其与谱系多样性的关系出现显著拐点,应在阔叶红松林经营管理过程中受到更多重视。综上所述,谱系多样性和功能多样性为评价采伐的影响提供了新的视角,有助于更加全面地反映采伐干扰对生物多样性的影响,为阔叶红松林生态修复与多样性保护提供科学参照。     

刺槐内生真菌群落组成及其生态功能结构分析

基于高通量测序方法对贵州贵阳花溪刺槐内生真菌物种多样性进行分析,共获得有效序列43 942条,聚类后共获得81个可操作单元（OTUs）,分属4门13纲27目45科58属。其中,优势属为一分类地位未定属,其相对丰度为83.23%,次优势属为镰刀菌属 Fusarium（11.81%） 、拟船壳属 Gloniopsis（1.38%）和螺旋聚孢霉属 Clonostachys（0.72%）,相对丰度小于0.5%的属高达50个以上。Shannon-Wiener指数为0.6835,Simpson指数为0.7071。经FUNGuild软件平台解析显示,刺槐内生菌包含有如下生态功能群：植物病原菌、动物病原菌、内生真菌、真菌寄生菌、地衣真菌、粪生真菌、未定腐生菌和木腐菌等。     

刺槐叶绿素荧光特性的研究

用L I-6400光合仪对黄土高原常用造林树木刺槐的叶绿素荧光动力学曲线、淬灭分析、荧光光曲线以及荧光AC I曲线等生理特性进行测定和对比分析.结果表明:随着光照时间的加大,刺槐的荧光参数ETR、qP和N PQ逐渐上升并在21 m in左右达到稳定,与光合同步.最大荧光产量F m在叶片转入黑暗后逐渐上升,在44 m in左右趋于稳定;N PQ则开始下降,在35 m in左右达到稳定.当光强度>200μm o l.m-2.s-1时,Ph iPS2和Ph iCO2呈线性正相关,而当光强度<200μm o l.m-2.-s 1时,Ph iPS2和Ph iCO2呈线性负相关.CO2浓度和刺槐的荧光光合速率、Ph iPS2、Ph iCO2值存在着一定的正相关关系.     

Arthropod diversity of exotic vs. native Robinia species in northern Arizona

1 Arthropods were collected on native locust, Robinia neomexicana A. Gray, and exotic Robinia pseudoacacia L. in northern Arizona over a 2‐year period to determine the number of arthropod species and number of individuals present. 2 More arthropod species were found on the native (251) than on the exotic Robinia (174). 3 Greater species diversity was likewise found on the native than the exotic. The five most numerous insects collected each year accounted for 81% to 91% of the total number collected on the exotic and native Robinia in 1997 and 1998. Only 12 species occurred on both the native and exotic Robinia in both years. 4 These findings are discussed in the context of using exotic trees in plantations and ecological theory regarding rates of arthropod species accumulation on exotic hosts.     

Overstorey tree species regulate colonization by native and exotic plants: a source of positive relationships between understorey diversity and invasibility

The North American woody species, Prunus serotina Ehrh., is an aggressive invader of forest understories in Europe. To better understand the plant invasion process, we assessed understorey plants and Prunus serotina seedlings that have colonized a 35-year-old replicated common-garden experiment of 14 tree species in south-western Poland. The density and size of established (> 1 year old) P. serotina seedlings varied among overstorey species and were related to variation in light availability and attributes of the understorey layer. In a multiple regression analysis, the density of established P. serotina seedlings was positively correlated with light availability and understorey species richness and negatively correlated with understorey species cover. These results suggest that woody invader success is adversely affected by overstorey shading and understorey competition for resources. Simultaneously, however, invader success may generally be positively associated with understorey species richness because both native and invasive plant colonization respond similarly to environmental conditions, including those influenced by overstorey tree species. Identification of characteristics of forests that increase their susceptibility to invasion may allow managers to target efforts to detect invasives and to restore forests to states that may be less invasible.     

刺槐林下菌根真菌资源的调查、分离及回接

植物与微生物的共生体在长期协同进化的过程中形成了对各种胁迫的适应性。在北方干旱、半干旱的逆境条件下植物生长除受水分制约外 ,氮、磷元素的供应也是重要的限制性因子。固氮植物可以通过根瘤进行固氮作用弥补氮源不足 ,而菌根能够提高宿主植物对磷元素的吸收。研究表明 ,植物感染菌根后可以提高宿主的抗旱性、抗盐碱性、抗重金属毒害、抗极端湿度、抗极端 ｐＨ等的能力[1]。近年来 ,菌根技术被应用于营林实践中 ,在进行某些树种造林时 ,利用人工接种外生菌根真菌的方法 ,已取得初步的成功[2 ]。在我国广大农村 ,薪材在能源消费中占有重…     

侵蚀环境生态恢复过程中人工刺槐林(Robinia pseudoacacia)土壤微生物量演变特征

采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为参照,分析了植被恢复过程中土壤微生物量、呼吸强度、代谢商及理化性质的演变特征。结果表明,生态恢复过程中刺槐林土壤理化性质得到明显改善,微生物量随恢复年限的增加变化显著,10~15a后达到显著水平;并随年限逐渐增加,在近熟林和成熟林期基本达到稳定,成熟林后期又开始上升,恢复50a的刺槐林微生物量碳、氮、磷较坡耕地增加幅度分别为213%、201%和83%,但仅为天然侧柏林的50.98%、55.17%和61.48%。呼吸强度随恢复年限增加先升高后降低,与有机碳变化规律不同步;qCO2在恢复初期较坡耕地显著升高,随后迅速降低,25a后开始回落到坡耕地以下,50a后达到最低值,与天然侧柏林没有显著差异。相关性分析显示微生物量碳、氮、磷、qCO2与土壤养分和恢复年限相关性最为密切,达到显著（P〈0.05）或极显著水平（P〈0.01）。人工刺槐林促进生态恢复可以依靠生物的自肥作用恢复土壤肥力和增加微生物量,但要恢复到破坏前该地区顶级群落时的土壤微生物量和理化性状,还需要一个漫长的阶段,这个阶段可能需要上百年的时间。     

侵蚀环境生态恢复过程中人工刺槐林(Robinia pseudoacacia)土壤微生物量演变特征

采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为参照,分析了植被恢复过程中土壤微生物量、呼吸强度、代谢商及理化性质的演变特征。结果表明,生态恢复过程中刺槐林土壤理化性质得到明显改善,微生物量随恢复年限的增加变化显著,10~15a后达到显著水平;并随年限逐渐增加,在近熟林和成熟林期基本达到稳定,成熟林后期又开始上升,恢复50a的刺槐林微生物量碳、氮、磷较坡耕地增加幅度分别为213%、201%和83%,但仅为天然侧柏林的50.98%、55.17%和61.48%。呼吸强度随恢复年限增加先升高后降低,与有机碳变化规律不同步;qCO₂在恢复初期较坡耕地显著升高,随后迅速降低,25a后开始回落到坡耕地以下,50a后达到最低值,与天然侧柏林没有显著差异。相关性分析显示微生物量碳、氮、磷、qCO₂与土壤养分和恢复年限相关性最为密切,达到显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01)。人工刺槐林促进生态恢复可以依靠生物的自肥作用恢复土壤肥力和增加微生物量,但要恢复到破坏前该地区顶级群落时的土壤微生物量和理化性状,还需要一个漫长的阶段,这个阶段可能需要上百年的时间。