杂草种子传播研究进展

种子传播将母株生殖周期的末端与它们后代种群的建立连结了起来,广泛认为,其对植被结构具有深刻的影响。种子传播的整个过程称为种子传播循环。研究表明,杂草种子传播的因子多种多样,包括仅依赖自身来完成的主动传播,以及依赖风、水、动物、人类等外界媒介的被动传播。其中,人类传播杂草种子是影响最广泛的一种,对现代植物的分布格局产生了深刻的影响。杂草种子的传播,对杂草种子库的数量和空间动态影响很大。研究种子传播的主要方法有荧光染料标记法、放射性同位素标记法、稳定同位素分析、分子遗传标记等。结合近几年国内外的研究进展,作者就杂草种子传播对种子库数量和空间动态影响的精确直接研究、杂草种子传播的过程及传播后的命运、杂草种子适应传播的机理、生态控草措施研究、外来杂草入侵蔓延与其种子传播的关系等方面提出了展望。     

动物对松属植物种子的传播作用研究进展

松属植物约110种,根据种子传播方式可分为风传播松和动物传播松。风传播松占绝大多数,种子多具有适应风力的翅。动物传播松大约23种,都具有大、可食用、无翅或短翅的种子,无法借助风力传播。动物传播松的分布生境多为贫瘠的山地,而且多位于高海拔地区。目前已知9种松树的动物传播种类,其余14种可推测为动物传播。动物传播者包括鸦科鸟类和啮齿类动物,动物将获得的种子分散贮藏,未被重取的种子可能萌发,完成传播。动物传播是定向传播,微生境多适合种子萌发。啮齿类的传播距离可达数10 m,而鸦科鸟类的传播距离可达数公里。动物传播的松树会出现树丛和多树干现象,一般由同一贮点内贮藏的多粒种子萌发造成的。动物贮藏的种子大部分被重取,称传播后取食。一些具有大种子的风传播松在种子落地后,啮齿类和鸟类会再次埋藏而形成二次传播,可看做是一个单独的传播类型,即风-动物传播松。动物传播者与依赖传播松树之间可看作是互利共生关系。     

外来入侵植物粉花月见草的繁殖生物学特性

粉花月见草单花花期1d,整株花期50d左右;单花花粉量达8825个,花粉活力达53.2%,花粉萌发快,萌发率达44.6%,自花授粉;种子小,千粒重0.092g,种子发芽率达85%,萌发时间短,具有休眠机制。三年生株丛结果达1274个,单果种子高达206粒,单株丛种子量2.6×105。种子表面平滑,自然传播以重力为主和风力作用,传播距离在100cm范围内。结果表明:粉花月见草繁殖力、适应力强,易形成单一优势种群,种子小近圆形易形成种子库,人为活动使其远距离传播,具有较大的危害性。     

28种禾本科植物种子形态学特征及其萌发对绵羊瘤胃消化的反应

采用瘘管羊瘤胃瘘管尼龙袋法,对北疆地区常见的28种禾本科植物种子进行不同时间段的瘤胃消化处理,对处理前后种子的长、宽、厚、形状指数、百粒重和萌发率进行了测量,研究种子对绵羊瘤胃消化的反应,以期丰富北疆地区植物种子消化道传播的内容.结果表明: 除臭草、剪股颖、鳞茎早熟禾、猫尾草和小麦以外,其余23种植物的种子均为椭圆或扁平状种子;小麦和燕麦种子百粒重分别为3.52和1.69 g,其余种子的百粒重均为0.01～1 g,属中等或偏小类型.种子经瘤胃消化后,颜色变深,种子结构被破坏,种子的芒、稃和颖等附属结构的长度随消化时间的延长逐渐减小;种子长、宽、厚、百粒重随消化时间的延长呈逐渐减小趋势,但变化不显著;种子经绵羊瘤胃消化后,萌发率显著降低,经瘤胃消化6 h后,除鹅观草和燕麦种子萌发率降为0外,其余26种植物仍有部分种子保持活力.     

种子的长距离风传播模型研究进展

 植物种子的长距离传播在物种迁移、生物入侵、保护生物学等领域有重要的生态和进化意义。种子传播有很多方式,开阔草原等地区的草本植物和许多热带和温带的树木都是通过风传播种子的。风传播的方式最适合进行种子长距离传播现象的模拟研究。种子的风传播模型是传播生态研究的一个重要领域,尤其是种子的长距离风传播模型,对于外来入侵植物的扩散和破碎化景观中植物种群的基因交流等生态过程研究举足轻重,然而国内鲜见这方面的研究成果。本文综述了种子长距离风传播现象研究的背景和意义,分析了风传播种子模型的基本形式和构成原理,并分别就现象模型和机理模型的相关研究进展进行了总结,同时指出了未来发展的几个重要方向。种子的风传播模型可以分为现象模型和机理模型两类,现象模型按种子传播核心的形式包括短尾模型、偏峰长尾模型和混合传播核心模型,后两者对于长距离传播数据的模拟可以取得很好的效果。机理模型按照模拟机制可分为欧拉对流扩散模型和拉格郎日随机模型两类。本文重点介绍了种子的长距离风传播现象的形成机理和两类机理模型的参数构成和处理方式。适合种子脱落的天气和适合传播的天气的同步性可能是形成种子长距离风传播的一个重要前提,林缘和地表存在的上升气流及大风和暴风中形成的速度梯度都可能对于种子的长距离传播有重要的作用。机理模型的操作因子主要包括生物方面的因子、气象方面的因子和地形方面的因子。同时对目前几个应用比较成功的机理模型进行了简要的介绍和评价,包括倾斜羽毛模型、对流-扩散-下降模型、无掩蔽模型、背景模型、WINDISPER及其改进模型和PAPPUS模型。最后指出,目前在风传播种子的长距离模型研究中,对草本植物种子的传播模拟的投入明显不如树木种子的长距离传播模拟,对于破碎化景观中种子长距离的风传播的研究还存在很大的差距,而对提高机理模型预测能力的高分辨率物理环境数据输入技术的需求则为多学科交叉提供了很好的机会。     

天然固定沙地不同微生境下土壤种子库差异

研究了腾格里沙漠东南缘天然固定沙地不同微生境下土壤种子库的种类组成和种子密度。结果表明:(1)灌丛下土壤种子库的物种丰富度大于灌丛边缘和灌丛间裸地。(2)不同微生境中土壤种子密度因物种而异。就距灌丛中心的距离来说,雾冰藜、刺蓬、地锦、虎尾草、虱子草和冷蒿灌丛下土壤中种子多于裸地,无芒隐子草和狗尾草种子裸地多于灌丛下,小画眉草在距灌丛各距离间土壤种子密度差异不显著。(3)就灌丛的不同方向来说,雾冰藜和刺蓬土壤中种子在东南方向最多,地锦和无芒隐子草土壤中种子密度在西南和西北均大于东南,狗尾草的土壤种子密度东北大于西北,虱子草的土壤种子密度在西南方向最大,冷蒿的土壤种子密度在西南方向最小,小画眉草和虎尾草在各方向间种子密度差异不显著。(4)不同微生境中物种的结籽量对土壤种子分布格局的影响力十分有限。种子离开母株后所经历的传播、消耗等过程在很大程度上打乱了植物结籽量的空间样式。     

检疫杂草——菟丝子

菟丝子是中国禁止输入的进境危险性杂草,既是危害农林作物的寄生性杂草及植物病害的病原体,又有药用价值,以种子传播为主,农作物被寄生后,轻则减产10％-20％,重则达40％-50％,甚至失收。为加强对菟丝子认识,防止其传播蔓延,从形态特征、生活史、传播途径、危生和预防控制等几方面对其进行简述。     

沉水植物菹草的人工种子技术

为满足水生态系统重建及水体景观对沉水植物种苗的需求,本文建立了菹草（Potamogeton crispus L.）人工种子的制作方法,并分析了菹草人工种子的萌发条件。结果表明,以海藻酸钠为包埋剂,在包埋剂中添加IBA 1.0 mg/L + 6-BA 0.5 mg/L,制备的菹草人工种子在灭菌自来水中萌发率可达80％,且转株率达20％。在15－25℃之间,温度对菹草人工种子萌发和转株的影响不显著;氮磷水平对菹草人工种子萌发和转株的影响不显著;光强对菹草人工种子的萌发和转株有显著影响,较高的光强有较高的萌发率和转株率,光强为40μmol/ m2. s时,菹草人工种子萌发率、转株率可达67.8％、35.6％;底质对菹草人工种子的萌发和转株有显著影响,菹草人工种子在黄沙壤上的萌发率、转株率分别为60%和42.2%,黄沙壤比淤泥和砂石更适合菹草人工种子萌发和转株;菹草人工种子在野外湖水的试验中萌发率、转株率分别达到28%、15%。     

狐蝠可远程传播植物种子

狐蝠是一类以植物的果食或花粉、花蜜等为食的蝙蝠，属于翼手目大蝙蝠亚目中的狐蝠科，主要分布在从非洲到亚洲东南部及澳大利亚的热带、亚热带地区。因此狐蝠是该地区植物花粉和种子的重要传播媒介，至少有200属的300种重要经济植物依靠狐蝠来授粉和传播种子。以往一般认为，狐蝠对进入胃肠道的食物只经过不到30分钟的消化，便将食物残余包括不能消化的种子作为粪便排出体外，因此狐蝠传播种子的距离充其量只有数十公里。但近年英国利兹大学生物学系的科学家希尔顿等首次证实，榕树果实的活种子可在一种被称为犬蝠(Cynopterus sphinx)的…     

空心莲子草在我国的适应性及入侵机制

空心莲子草是入侵我国的重要杂草之一,它在我国能广泛传播和迅速蔓延,与其自身特有的形态生理适应性、强大的繁殖特性和竞争力,以及传入地缺乏自然控制机制密切相关.空心莲子草从其原产地过渡到新的侵入地的过程中,在生态环境适应方面发生重大变化,产生一系列的形态结构、生理过程,以求适应陆地生活条件.其表型可塑性使得空心莲子草有更宽的生态幅,可利用的潜在资源范围也随之扩展;强大的营养繁殖能力,使其迅速产生大量的后代,在失去自然天敌调控的情况下,尤为适应其侵入种的生长、繁殖、发展和传播,种群数量的激增又会加速其传播扩散速度,导致空心莲子草爆发成灾.在综述空心莲子草在形态、生理、繁殖的适应性特征及天敌因素和入侵特性的基础上,根据前人的有关论述,分析了空心莲子草在我国的适应性特征及入侵机制,指出了空心莲子草在我国适应性及入侵机制应着重研究的方向,提出了综合治理和充分利用空心莲子草的对策.     

灵长类动物对植物种子的传播作用

种子传播对植物种群空间分布和群落生物多样性维系有着深远的影响。森林灵长类动物可有效地传播植物种子,其对果实的选择不仅受其自身形态、生理和行为特征的影响,也与果实的形态特征和同域分布的其他动物类群的取食竞争密切相关。灵长类动物传播种子的模式可分为消化道传播、携带传播和颊囊传播,其中消化道传播距离远、种子萌发或幼苗建成率高,是最为有效的传播模式。灵长类动物对种子的传播作用还能促进退化生境的恢复。建议今后研究中应考虑灵长类动物的多途径种子传播和多种因素对种子扩散与萌发的综合影响,同时要更加客观地评估灵长类动物缺失对森林植被更新的影响。     

果实(种子)化学防御与食果实动物的适应对策

种子植物在果实(种子)成熟后需要防御食果实动物捕食种子,同时要传播种子至适宜萌发的生境。很多植物依赖食果实动物传播种子,称动物传播植物。果实(种子)化学防御是抵御种子捕食者的重要手段。果实(种子)中次生物质包括各种生物碱、生氰糖苷、萜类和酚类等,种类繁多;次生物质的含量随果实成熟过程而变化。次生物质可以抵御动物的捕食,其毒性对种子传播者和种子捕食者没有选择性,即具泛毒性。果肉中的次生物质也可以起到轻泻剂的作用,缩短种子在动物消化道的滞留时间,以影响传播效率。果实(种子)次生物质的产生不受植物环境条件的影响,其产生与果实质量有关。在温带地区,通常SS型果实次生物质含量低,而FL型果实含量高。食果实动物可通过调整捕食行为、摄取环境中特殊物质和获得丰富营养等3个方面适应次生物质。果实(种子)中次生物质的研究对动植物相互作用、协同进化理论具有重要的意义。     

水流对莲草直胸跳甲种群存活和扩散的影响

【背景】水流是外来入侵生物传播蔓延的重要方式之一,特别是水生生物。水生杂草在水流传播过程中也经常携带其天敌从一个地方传播到另一个地方,如莲草直胸跳甲经常随着空心莲子草在水流中传播。研究水流对莲草直胸跳甲存活的影响及其对种群迁移的间接协助作用,可为解析该天敌抵御洪涝灾害和借助水流传播的能力提供科学依据。【方法】本研究以莲草直胸跳甲为研究对象,在室内进行水流模拟,比较水流转速（1000、1250和1750r.min-1）和时间（30、60、90和120min）对不同虫态莲草直胸跳甲（雌雄成虫、幼虫和卵）存活率的影响,并推算莲草直胸跳甲成虫和幼虫在野外随水流传播的最大距离。【结果】水流速度对昆虫的存活和发育具有一定影响。在不同旋转时间和转速下,雌雄成虫的存活率较高,幼虫次之,卵的存活率最低;雌虫随水流传播能达到的最远距离最大,雄虫次之,传播距离最小的是幼虫。【结论与意义】莲草直胸跳甲可随水流进行远距离传播和自然扩散,对于利用莲草直胸跳甲防治空心莲子草,缓解水渠和河道的堵塞非常有利。     

科尔沁沙地15种禾本科植物种子萌发特性比较

在实验室条件下,观测了科尔沁沙地乌兰敖都地区禾本科植物当年新采种子的萌发特点．15种植物中,披碱草、糙隐子草、冠芒草、大油芒、芦苇、虎尾草、野古草、狼尾草的发芽率超过80％,水稗草、牛鞭草、虱子草、狗尾草的发芽率不足10％．1～3d开始发芽的植物有大油芒、画眉、芦苇、虎尾草、披碱草、冠芒草、毛马唐、糙隐子草．超过10d基本不发芽的植物包括狗尾草、虱子草、牛鞭草．发芽持续期小于10d的植物包括毛马唐、水稗草、芦苇、画眉草、大油芒;发芽持续期21～30d的植物有披碱草、冠芒草．发芽种子超过总发芽种子的50％需要天数为虎尾草2d,芦苇3d,大油芒4d,披碱草5d,糙隐子草5d,野古草7d,冠芒草7d,狼尾草10d．与英国Sheffield地区相比,乌兰敖都地区一年生禾草发芽率低的所占比重更大,发芽更为缓慢;乌兰敖都地区多年生禾草的发芽率差别很小,但发芽更为缓慢．杂草植物萌发的风险分摊能力相对明显,因此抗干扰能力相对较强．     

稗草

稗草(Echinochloa crusgalli Beav)是农业尤其是水田生产的一年生有害杂草。稗草在农田所摄取的水分和养料往往超过农作物所需要的量,如稗草所吸收的氮素要比水稻多45％,每穴水稻若夹有一株稗草可减产35.5％,夹有两株稗草可减产62％。稗草有着顽强的生命力。它的种子在40℃左右的厩肥中可保持生活力达一个月。在淹水     

莎草科4种植物种子休眠与萌发特性的研究

以嵩草、黑穗苔草、藨草和苔草4种莎草科植物种子为材料,研究了硫酸、植物生长调节剂及低温层积处理对其休眠与萌发特性的影响,以揭示其休眠机制及其破除方法,为指导生产提供理论依据。结果表明:(1)4种参试植物种子均存在不同程度的生理休眠,其中嵩草为浅度生理休眠,黑穗苔草为中度生理休眠,藨草和苔草为深度生理休眠。(2)浓硫酸浸种可显著提高嵩草、黑穗苔草种子的萌发,随浸种时间增加,种子萌发率先增加后降低,最大值分别达86%、77%,但浓硫酸处理对藨草和苔草的种子萌发无显著促进作用。(3)赤霉素(GA3)、氟啶酮(FL,脱落酸抑制剂)和KNO3单独处理可显著提高嵩草种子萌发,但对其他3种植物种子无显著作用;而硫酸处理后再用赤霉素或氟啶酮处理,则显著促进黑穗苔草种子的萌发率。(4)低温层积对种子萌发的影响因种与层积时间而异,层积2个月可显著提高嵩草种子萌发,层积4个月可显著提高嵩草和藨草种子萌发;层积6个月可显著提高嵩草、黑穗苔草、藨草和苔草4种植物种子萌发,其最终萌发率分别为90%、73%、17%、7%。     

入侵植物少花蒺藜草种子异型性及种群维持策略

少花蒺藜草(Cenchrus pauciflorus Benth.)是科尔沁沙地入侵最为严重的杂草之一。以少花蒺藜草的异型性种子为对象,通过分析其生物学特征、萌发特性以及人工去除对P型种子萌发的影响,探究少花蒺藜草在科尔沁沙地的种子异型性和种群维持策略。结果表明,少花蒺藜草一个刺苞内有两粒或以上种子(以两个种子为多);同一刺苞内相对较大、外形似芒果的种子(M型种子)大于另一个相对较小、外形似李子的种子(P型种子),两异型种子在长、宽、高及百粒重上存在较大差异,P型种子各特征的变异系数均略高于M型种子;自然生境下,一个刺苞内萌发一粒种子(M型)的概率可达到93%,萌发2粒种子(M型、P型)的概率仅为7%,萌发3粒种子的概率为0;室内实验显示,同一刺苞内萌发一粒种子的概率为69.3%,萌发2粒种子的概率为22.2%,萌发3粒种子的概率为8.5%;野外早期去除少花蒺藜草植株地上部分对当年种群数量的影响不大,晚期去除会导致少花蒺藜草种群数量减少;室内去除刺苞内已萌发的M型种子的胚根和胚芽后,P型种子的萌发率仅为20.15%,P型种子可能对少花蒺藜草种群的维持起独特的作用,并受环境条件制约且有一定的阈值。     

生境破碎化对食果动物及种子传播的影响

食果动物与依赖其传播种子的植物间在进化过程中形成互惠关系,生境破碎化往往干扰种子传播过程,继而破坏这种关系.生境破碎化通常降低食果动物的多样性,但亦有相反的情况出现.食果动物对生境破碎化的适应能力不同,泛性森林动物和广食性动物具有较强的适应性.生境破碎化对依赖动物传播的植物影响有差异,多数植物受到负面影响,但也有一些植物不受影响,甚至受益.动物在破碎生境中对种子传播的有效性是种子搬运量、传播距离、种子萌发及种群建立等环节的综合效果.破碎化生境中种子的搬运量与动物的觅食行为和食物选择有关;种子传播距离受食物资源可获得性的改变和生境斑块异质性的影响;种子萌发和更新种群建立成功与否决定于是否存在有效的种子传播者.生境破碎化如何影响种子传播以及动植物相互关系,尤其是异质斑块的空间分布如何影响食果动物的传播有效性、破碎化生境下动植物互惠共生关系如何建立,生境破碎化导致的植物入侵对本地植物种子传播的影响是未来需要深入研究的问题.     

种子捕食者对针叶树种子的捕食模式及二者的防御适应

在寒温带地区,针叶树种子因其油脂和蛋白含量高,成为许多动物的重要食物来源。在针叶林中,针叶树种子捕食者主要存在2种捕食方式,即传播前捕食和传播后捕食。通常,动物捕食种子的过程被认为是树种实现更新的重要途径。种子为躲避捕食者会形成相应的防御策略,种子的大小、营养、纤维含量、次级代谢产物等特征,通常也是植物种子防御捕食者捕食的策略。同样,这些防御策略一方面会影响种子捕食者的种群动态和取食行为,另一方面也可促使种子捕食者形成反对种子防御的适应对策。因此,研究种子捕食者捕食针叶树种子模式对于进一步认识针叶林中动物取食行为具有重要意义,同时,研究针叶树种子的防御及种子捕食者对其防御的适应策略,将有助于了解动植物之间相互作用。     

稻田水面漂浮的杂草种子种类及动态

为了揭示杂草种子的漂浮动态,并为探寻生态控草方法提供理论依据,我们于2005年6-11月,在南京沧波门稻作区调查了水稻种植前及生长后期田问杂草群落以及稻田灌水期间水面漂浮的杂草种子的种类及漂浮时间.结果表明,在水稻种植前及生长后期田间出现有15科24种杂草;可漂浮于水面的杂草种子有17科26种,与田间发生的杂草种类相同的共有18种,占所有32种杂草的56.25%.这些杂草主要隶属于禾本科、蓼科、毛茛科、报春花科、莎草科、菊科和雨久花科.田埂附近漂浮的杂草种类及种子数量均高于田中间;各类杂草种子的漂浮能力不一,其中菵草(Beckmannia syzigachne)、泽珍珠菜(Lysimachia candida)、茴茴蒜(Ranunculus chinensis)、齿果酸模(Rumex dentatus)、蛇床(Cnidium monnieri)、鳢肠(Eclipta prostrata)和看麦娘(Alopecurus aequalis)等在田间水面漂浮能力较强.漂浮期间杂草种子除多集中于田埂附近,也附着于稻稞周围,并有互相结联的趋势.从整体上看,杂草种子漂浮2天后骤降,8天后基本全部沉降.显然,稻田生境的杂草种子大多可以漂浮于水面传播扩散.因此在灌水早期采取过滤或清除水上漂浮杂草种子可以减少杂草种子的输入和加速杂草种子从田间输出,减少杂草发生基数.