紫茎泽兰种子形态特征和萌发特性与其入侵性的关系

利用纸皿法在不同条件下比较研究了紫茎泽兰(Ageratina adenophora)和3种同亚族本地植物种子萌发特性,同时比较了种子大小等形态特性,探讨了种子形态特征和萌发特性与紫茎泽兰成功入侵的关系。紫茎泽兰种子重量、长度、宽度以及冠毛长度均小于3种本地植物;在不同的释放高度下,紫茎泽兰种子的沉降速度低于本地植物。紫茎泽兰种子萌发温度范围广,在亚适宜的低温下,萌发率和萌发指数均高于本地植物白头婆和水泽兰。紫茎泽兰种子萌发对水和盐胁迫响应更强烈,但在适宜条件下,紫茎泽兰种子的萌发率和萌发速度均显著高于3种本地植物。这些特性可能与紫茎泽兰的入侵性有关。     

紫茎泽兰土壤种子库特征及其对幼苗的影响

研究紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)土壤种子库特征及其对紫茎泽兰种子的萌发、幼苗命运的影响, 在综合治理紫茎泽兰入侵危害及防止紫茎泽兰的继续扩散等方面有着重要的意义。该文在攀枝花紫茎泽兰入侵严重的地区, 通过采集果园、放牧灌丛以及禁牧灌丛3种不同生境紫茎泽兰土壤种子库的样本, 以说明不同干扰程度下紫茎泽兰种子在土壤中的分布状况。通过野外调查并结合盆栽实验, 初步研究了紫茎泽兰土壤种子库基本特征以及光照和种子在土壤中的埋藏深度等对紫茎泽兰幼苗的影响。结果表明: 1)果园、放牧灌丛和禁牧灌丛等3种干扰程度不同生境的深层种子量占总种子量的比例分别为56.44%、46.96%和24.86% (p=0.006), 这说明土壤深层种子量大小与干扰成正比, 干扰越大, 深层次紫茎泽兰种子量占总种子量的比重越大。2)播种在0、1和5 cm深度的种子萌发率分别为64.67%、22.67%和13.33%, 即种子埋藏越深, 萌发率越低, 不同层次种子萌发率差异极显著(p=0.00); 幼苗死亡率分别为27.95%、0和0, 表层种子萌发的幼苗有较高的死亡率, 而由埋藏在深层的种子萌发的幼苗没有死亡, 土壤表层发芽的幼苗与不同埋藏深度种子萌发的幼苗之间死亡率差异极显著(p=0.00)。3)在无遮蔽、半遮蔽和全遮蔽3种不同情况下, 紫茎泽兰幼苗的死亡率分别为72.15%、30.38%和4.87%, 定居率分别为6.66%、33.99%和46.67%, 即遮蔽程度越高, 死亡率越低, 定居率越高, 不同处理之间死亡率和定居率差异均极显著(p=0.00)。研究结果暗示, 强光可能是导致紫茎泽兰幼苗死亡的重要原因, 人类活动的干扰可能导致更多的紫茎泽兰种子进入土壤深层, 从而改变了紫茎泽兰土壤种子库的结构。由于土壤深层种子比表层种子具有更强的抵抗强光照射等不良环境因子影响的能力, 所萌发的幼苗成活率高, 表明其具有更高的繁殖效率, 因此人类活动干扰是紫茎泽兰入侵后难以根除的原因之一。     

紫茎泽兰种子种群动态及萌发特性

在紫茎泽兰的入侵地四川省德昌县, 选择撂荒地、农田和马尾松林3个不同的生境, 从种子雨、种子库角度研究了紫茎泽兰种子种群动态规律,及其种子在不同光照和土壤基质条件下的萌发特性. 结果表明,3个生境下紫茎泽兰种子种群仅存在于当年3～6月,于4月底达到年高峰值. 其年降种子雨量在撂荒地中高达2.4×10⁵粒·m^-2,并均分布于2 cm土层以上, 且在撂荒地生境下紫茎泽兰种子的千粒重和活力均显著高于另外两个生境. 到7月上旬, 3个生境下土壤中均未发现有活力的种子. 在实验的光照条件下, 全光照对紫茎泽兰的种子萌发有抑制作用,而在28%光照条件下萌发率最高;砂壤土较适宜紫茎泽兰种子的萌发,生红土中其萌发速度及萌发率均最低.     

一年生短命植物疏齿千里光果实异形性的生态学意义

疏齿千里光(Senecio subdentatus)是分布在新疆北部古尔班通古特沙漠中的一种具异形瘦果的菊科一年生短命植物。将野外观测与室内实验相结合, 对该物种异形瘦果的形态、扩散和萌发特性, 以及异形瘦果产量与植株大小的关系进行了研究, 并对其生态学意义进行了探讨。结果表明: 疏齿千里光果序中的外围果和中央果均为柱形, 但前者为淡黄色, 后者为褐色, 且二者在大小、冠毛长度及果皮微形态等方面均存在明显差异。两种瘦果均以单个果实为扩散单元, 且在静止空气中的降落速度和在1 m·s^-1与2 m·s^-1风速下的扩散距离无显著差异, 说明虽然果实大小和冠毛长度对瘦果扩散具有不同的影响, 但对其整体扩散能力无明显影响。在各温变周期(5/2、15/2、20/10、25/15和30/15 ℃)处理中, 淡黄色外围果的萌发率均高于褐色中央果的, 且不同温度间两种瘦果的萌发率均存在显著差异, 但光照条件对其无显著影响。果序中的中央瘦果数明显多于外围果的, 且植株中外围果所占比例与植株大小间呈显著负相关关系, 而中央果所占比例与植株大小间呈显著正相关关系。这些特点说明, 该物种的小植株倾向于产生较多较易萌发的外围果, 大植株倾向于产生较多不易萌发的中央果。在古尔班通古特沙漠不可预测的极端环境中, 疏齿千里光可通过异形瘦果间的萌发差异及调节其不同大小植株中异形瘦果的比例, 来减少同胞后代之间的竞争, 增加其对不同微环境条件的生态适应性。     

紫茎泽兰入侵地区土壤种子库特征

土壤种子库是植物潜在的种群,其时空分布格局对植物群落的动态与稳定性有着举足轻重的影响,尤其是在受外来种入侵危害地区,土壤种子库的特征对生态系统的恢复和未来植被的结构、功能、组成与动态等更为重要。本文通过野外调查与萌发实验相结合的方法研究了四川攀枝花市紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）入侵地区的植被组成和紫茎泽兰种子雨前后土壤种子库的变化,初步探讨了受入侵地区种子库中包括紫茎泽兰在内的物种的种类与储量情况。结果表明：（1）在紫茎泽兰危害严重的地带,群落组成比较简单,草本层以紫茎泽兰最为丰富,种群构成为1–4年生植株及其荫庇下大量的实生幼苗,Drude多度极大,频度达100%;（2）在土壤种子库中有13种高等植物出现,与植被组成的相似度为0.31;土壤种子库总储量为3,180粒/m^2,其中紫茎泽兰1,950粒/m^2,占总储量的61.3%。种子库各层种子储量不同,上层种子少于中下层,差异不显著（P〉0.05）,在土壤下层（5–10cm层）的紫茎泽兰种子仍然可以萌发;（3）种子雨后,表层土中（0–2cm）紫茎泽兰种子总储量为4,733粒/m^2;紫茎泽兰种子雨后种子萌发出现2个峰值,分别为第9天与第17天,表明土壤中的紫茎泽兰种子会阶段性打破休眠。紫茎泽兰在当地植被和土壤种子库中都占绝对优势,其他物种从种子阶段就开始亏缺,是紫茎泽兰不断更新和难以彻底控制的重要原因。     

发育时期对紫茎泽兰化感作用的影响

为探讨紫茎泽兰化感作用与其入侵性的关系,利用生物检测法研究了不同发育时期紫茎泽兰叶片水提液对4种本地草本植物种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,高浓度时紫茎泽兰叶片水提液能显著抑制4种本地植物种子发芽率、发芽速度,但低浓度时有时抑制作用不显著,甚至有促进作用;除狗肝菜胚轴生长外,不同浓度下紫茎泽兰叶水提液均能抑制4种本地植物胚轴和胚根生长,但有时对胚轴生长的抑制作用不显著,甚至有促进作用。不同植物和同种植物的不同参数对紫茎泽兰化感作用的敏感程度不同,拔毒散和狗肝菜的种子萌发参数较敏感,莎草砖子苗的生长参数较敏感,种子发芽速度和胚根生长较敏感。总的看,随发育时间的增加,紫茎泽兰抑制本地植物种子萌发和幼苗生长的最低叶片提取液浓度减小,相同浓度下叶片水提液对本地植物的抑制作用增强,表明紫茎泽兰化感作用增强。化感作用在紫茎泽兰入侵的不同阶段所起的作用可能不同。     

不同地理种群紫茎泽兰生长繁殖特征的比较研究

对云南省9个不同地理种群紫茎泽兰的野外生长繁殖特性进行了调查,并采集各种群种子在温室内培植,观测比较它们在同质环境下的种子萌发、幼苗生长发育及植株开花结实情况.研究结果显示,(1)野外不同地理种群紫茎泽兰之间其植株生长和繁殖特征均存在显著差异,从南到北各种群植株的生长发育特征均呈现出先升后降的趋势,符合从高温边缘区到适生区再到低温边缘区的分布格局规律.(2)在温室同质环境下不同地理种群紫茎泽兰之间除植株根冠比和种子发芽指数差异显著外(P＜0.05),植株生长繁殖的其他指标的差异均不显著,说明野外不同地理种群紫茎泽兰的生长繁殖特性差异基本还不具有遗传性,局域适应对紫茎泽兰入侵能力的影响还较小,而较强的表型可塑性对紫茎泽兰入侵能力可能起到主要作用,这可能与其入侵时间较短有关.表明在分布区边缘,紫茎泽兰仍具有较强的繁殖能力,将随着其生理抗性的适应性分化而具有更宽的入侵范围.     

光和不同打破种子休眠方法对紫茎泽兰种子萌发及幼苗状态的影响

紫茎泽兰是著名的外来入侵植物,作为入侵的第一步,发芽及其幼苗生长应该与其强入侵能力有关.基于此,通过不同光照强度处理和不同打破休眠方法的双因素实验,旨在探讨紫茎泽兰种子是否具有需光萌发特性以及低温、水杨酸、聚乙二醇,硝酸钾等常规打破休眠方法和光照如何共同影响其萌发、幼苗生长等问题.结果表明:在全光照条件下,不同处理的紫茎泽兰种子的萌发率均大于63％,铝箔纸覆盖的遮光条件(0.23％光照)萌发率均大于60％,而在完全黑暗条件下,其萌发率较低(均小于30％),这表明紫茎泽兰种子具有需光萌发的特性.有别于以往对其它植物种子的报道,低温处理、水杨酸处理、聚乙二醇处理和硝酸钾处理不能代替光照打破种子休眠,显示紫茎泽兰种子可能处于一种强迫休眠状态(种子静态).全光照与水杨酸处理、PEG处理对幼苗生长具有交互影响:黑暗下水杨酸处理浓度与幼苗生物量成正相关(P＜0.05),但全光照和加铝箔下不相关(P＞0.05);全光照下PEG处理浓度与根长显著正相关(P＜0.05),而加铝箔和黑暗下不相关(P＞0.05).紫茎泽兰种子需光萌发特征及其幼苗生长特点是人为破坏表土壤、深层土壤种子库地表化导致快速入侵的基础.结果也为通过引入适宜树种造林来控制光照因子对紫茎泽兰进行生态控制提供了理论依据.     

紫茎泽兰叶片化感作用对10种草本植物种子萌发和幼苗生长的影响

化感作用在生物入侵过程中具有重要的意义,紫茎泽兰具有化感物质,它能抑制豌豆等一些对化感物质敏感的植物种子萌发,但它对入侵早期直接与之竞争的植物的影响以及化感作用与其入侵性的关系还知之甚少。以紫茎泽兰入侵早期直接与之竞争的草本植物和为替代控制紫茎泽兰引进的牧草为材料,利用培养皿滤纸法研究紫茎泽兰叶片提取液对种子萌发和幼苗生长的影响,探讨化感作用与其入侵性的关系,并为其替代控制提供依据。紫茎泽兰叶片提取液对10种受体植物种子萌发和幼苗生长均有化感作用,不同浓度的提取液对植物的化感作用强度不同,低浓度时较弱,高浓度时较强。高浓度的提取液能降低种子发芽率、发芽速率、胚轴和胚根长度,增加幼苗丙二醛含量,其中发芽速率更敏感,可能是衡量化感作用的最敏感指标。不同植物对紫茎泽兰化感作用的敏感程度不同,无芒虎尾草、白三叶、细叶苦荬和莎草砖子苗对紫茎泽兰化感作用较敏感,紫花苜蓿最不敏感。     

乡土植物白刺花对紫茎泽兰化感作用的响应

为了解乡土植物白刺花对紫茎泽兰化感作用的耐受程度及抵御机理,以2—3年生紫茎泽兰叶片为供体材料,用不同浓度的紫茎泽兰叶片浸提液处理白刺花种子及幼苗。结果表明:紫茎泽兰叶片浸提液对白刺花的影响为低浓度促进,高浓度抑制。当浓度为0.5%时促进效应最强,当浓度大于2.0%时抑制效应明显增加。白刺花种子萌发速率比萌发率对紫茎泽兰化感作用反应敏感,胚轴比胚根敏感,随着幼苗的生长,其抵御紫茎泽兰化感作用的能力逐渐增强,丙二醛的含量与植株生长响应规律相对应,并且经紫茎泽兰浸提液处理能极大的增加白刺花幼苗菌根率,缩短菌根形成的时间。     

PEG胁迫对紫茎泽兰种子萌发和幼苗生长的影响

目的：开展干旱胁迫对紫茎泽兰种子萌发的影响研究，为其入侵机制的揭示和田间防治提供借鉴。方法：采用聚乙二醇（PEG-6000）梯度溶液模拟干旱胁迫环境，研究紫茎泽兰（Ageratina adenophora）种子萌发和幼苗生长对干旱胁迫的响应。结果：随着PEG-6000浓度的增加，紫茎泽兰种子的发芽率、发芽势、发芽指数和幼苗根长、根冠比均呈先升后降的趋势，而种子活力指数、幼苗胚根长度、胚轴长度、株高相对增长速率和叶片光合色素含量均呈持续下降趋势。结论：轻度干旱胁迫有利于紫茎泽兰种子萌发，而中度和重度干旱胁迫均不利于紫茎泽兰幼苗生长。紫茎泽兰在种子萌发阶段对干旱具有一定的抗逆性。     

紫茎泽兰不同入侵程度的土壤及其提取物对旱稻生长的影响

在室内人工气候箱条件下,研究了紫茎泽兰不同入侵程度下的土壤及其提取物对旱稻种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：紫茎泽兰入侵地土壤及土壤提取物对旱稻种子萌发和幼苗生长存在不同程度的抑制作用,且随着紫茎泽兰入侵程度越重,土壤的抑制作用越明显;抑制作用强度大小依次为重度入侵地土>中度入侵地土>轻度入侵地土>当地植物土,紫茎泽兰入侵地的土壤提取物也呈现类似的规律。推测紫茎泽兰产生的化感物质随着入侵程度加深,而在土壤中逐步积累,对本地植物生长产生了不利作用。     

紫茎泽兰化感作用对9种草本植物种子萌发的影响

【背景】紫茎泽兰是一种入侵我国的世界性恶性杂草,给当地的农、林、畜牧业生产造成严重的经济损失,使生态环境面临"绿色灾难"。紫茎泽兰的化感作用是其成功入侵的重要原因,其化感物质对当地植物的生长具有明显的抑制作用。【方法】利用培养皿滤纸法研究了紫茎泽兰叶片水提液对9种草本植物种子萌发的影响,这些植物包括紫茎泽兰入侵早期直接与之竞争的云南草本植物:鲁梅克斯、高丹红、鸭茅(安巴)、苕子、胡枝子,以及为替代控制紫茎泽兰而引进的外来优良牧草:紫花苜蓿(敖汉)、白三叶(海发)、红三叶、黑麦草(速达)。【结果】紫茎泽兰叶片提取液对9种受体植物种子萌发均具有化感作用。低浓度提取液对受体植物的化感作用较弱(对部分植物种子萌发有促进作用);高浓度提取液对受体植物的化感作用较强,且能降低种子发芽率及发芽速率,其中,发芽速率对化感作用更敏感。不同植物对紫茎泽兰化感作用的敏感程度不同,鲁梅克斯、鸭茅和苕子对紫茎泽兰的化感作用较敏感;黑麦草、胡枝子和高丹红最不敏感;紫花苜蓿、红三叶和白三叶对低浓度紫茎泽兰叶片水提液不敏感,对高浓度提取液较敏感。【结论与意义】不同植物种子对紫茎泽兰化感作用的敏感性存在差异,研究结果有利于了解紫茎泽兰成功入侵的机制,并可为筛选具有替代控制潜力的优良牧草奠定基础。     

十种菊科外来入侵种连萼瘦果风力传播的特性

借助风力传播连萼瘦果, 是菊科入侵种最普遍的自然扩散方式, 而其适应风力传播的特性与入侵性关系的研究还未得到足够的重视。阐明种子本身的风力传播特性与入侵潜力间的关系, 可以为深入理解外来入侵种的入侵机制以及入侵种的控制提供理论依据。该研究以10种菊科入侵种为研究对象, 测量其连萼瘦果的形态特征, 测定它们在静止空气中的垂直沉降速度和模拟风力条件下的水平扩散距离, 分析比较连萼瘦果的形态性状与沉降速度、水平扩散距离以及这些菊科入侵种在国内入侵范围的相关性。结果表明, 根据连萼瘦果的形态特征, 将这10个入侵种分为强、中和弱风传播3类; 连萼瘦果的重量和冠毛特征对垂直沉降速度和水平扩散距离均有显著影响, 对垂直沉降速度影响最大的因素是冠毛长度和冠毛上的小刺对数, 对水平扩散距离影响最大的因素是连萼瘦果的重量和冠毛长度。在垂直沉降速度和水平扩散距离间存在极显著负相关性(r = -0.806, p = 0.005), 表明沉降速度越慢, 借风力水平移动的距离越远。这些入侵种的发生程度与沉降速度间存在显著负相关性(r = -0.721, p = 0.019), 而与水平扩散距离之间存在着极显著正相关性(r = 0.927, p = 0.000), 说明水平扩散距离比垂直沉降速度更适合作为评估菊科入侵种入侵能力的指标。根据上述研究结果, 提出了南京市需重点防范胜红蓟(Agratum conyzoides)和牛膝菊(Galinsoga parviflora)等菊科入侵种的建议。     

川西高原12种风毛菊属植物瘦果形态和发芽特征

分析了12种风毛菊属植物瘦果形态、果皮微形态和发芽特征,并探讨了瘦果形态和发芽特征与植物地理分布范围之间的关系.瘦果形状包括倒披针形、圆柱形和圆柱状倒三角形3种类型.瘦果长度、宽度和厚度变幅较大,平均变幅达10％.瘦果果皮微形态可区分为条纹型、网纹型和孔纹型,以条纹型最为普遍.种内瘦果微形态特征十分稳定,是很好的分类学依据.种子(瘦果)发芽率差异较大,最高达98％,而最低仅为40％.风毛菊属植物地理分布范围与瘦果冠毛长度和百粒瘦果重量显著相关,与瘦果饱满率、冠毛比重、发芽率之间均为正相关,但相关性不显著.本文涉及的风毛菊属植物瘦果冠毛比重较高,有利于远距离传播,且高发芽率和百粒瘦果重量为幼苗的成功定居提供了保障,在青藏高原有更广的潜在分布区.     

光质、光强对入侵植物紫茎泽兰种子萌发及幼苗状态的影响

为了探讨紫茎泽兰种子需光萌发特性,对光质（不同颜色、红光/远红光）和光强对种子萌发率及幼苗状态进行了研究。研究发现：不同颜色光对发芽率影响显著,其中黄光、橙光和红光等波长在（591~750 nm）之间的光更有利于提高种子的萌发率（74.3%~83.3%）,而较短波长的光（<570 nm,紫光、蓝光和绿光）促进效果显著降低（62.3%~66.7%）（p<0.05）。光强对紫茎泽兰种子发芽和幼苗影响较光的颜色更具有规律性。黑暗条件下发芽率22%,随着光照提高,发芽率指数增加(r²=0.96),芽长指数下降(r²=0.99)、根长指数增加(r²=0.98),而鲜重呈现线性增加(r²=0.70)。适量红光（630 nm）和远红光（730 nm）照射能够打破和引起休眠,红光照射量与发芽率提高量成线性正相关（r²=0.98）,而远红光照射率与发芽率降低量呈线性正相关（r²=0.92）,说明紫茎泽兰需光萌发是一个光敏色素引起的过程。紫茎泽兰通常在裸地和人为干扰土壤上泛滥,这可能与其种子需光萌发有关。而对其生态学控制可以考虑从光强、特别是光质角度（如人工造林）控制种子萌发来实现。     

干扰强度对群落中紫茎泽兰种子萌发、幼苗定居和生长的影响

干扰与外来植物入侵密切相关,种子萌发和幼苗定居是植物生活史中最脆弱、也是外来植物入侵最关键的阶段.为研究干扰在恶性外来入侵植物紫茎泽兰成功入侵过程中的作用,采用人工牧草群落代替自然群落,人为干扰(去除不同面积的牧草)模拟自然干扰的方式,研究了紫茎泽兰入侵初期种子萌发、幼苗定居和生长对不同干扰强度的响应与适应.结果表明:...     

紫茎泽兰个体生物及生态学特性研究

紫茎泽兰为滇南六十年代出现的一种荒山害草。为控制其危害,我们开展了从种子生态学到繁殖特性等一系列的基础研究工作,目的在于掌握其生长发育过程中的薄弱环节,从中提出有效的防除措施。 本文报道了紫茎泽兰的生长发育规律,影响生长的主要生态因素,光合特性,不同年龄级杂革的有性繁殖能力,种子在土层中的分布与萌发,以及无性繁殖特性等。     

不同生境条件下紫茎泽兰幼苗生长动态

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)种子属投机式萌发, 一年内只要有适合的温湿条件都可以萌发。种子萌发的高峰期主要集中在雨季, 而干旱的冬、春季节萌发率很低。未开花结实的紫茎泽兰个体可终年持续生长, 生长速率受光照、湿度和温度影响显著。秋季萌发的紫茎泽兰幼苗在冬季及干旱季节中, 各项生长指标(包括主茎长度、总叶面积、基径等)增长缓慢。在不同生境中, 紫茎泽兰平均月增长量由高到低依次为: 偏阳生境＞全荫湿润生境＞灌丛遮荫生境, 生长旺季为6–10月份的雨季。实生苗越年后通常在第一个旱季即可开花结实; 但萌发较晚以及生长发育不良的个体一般并不开花而是保持营养生长。未开花结实的越年生实生苗的生长节律与当年生实生苗相似, 但需要再经过一个生长季节甚至更长的生长发育期才能进行开花结实, 完成其生活史周期。本研究结果进一步揭示了紫茎泽兰是通过有性生殖与无性生殖相互补充的繁殖策略进行种群更新与种群扩张的。     

不同生境条件下紫茎泽兰实生幼苗的生存特性比较

外来植物紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)入侵我国西南地区并造成了严重的生态灾难, 了解其幼苗的生存特性, 有助于预防和治理其危害。本研究于2005年8月到2006年8月通过盆栽实验和样方调查, 研究了不同光照和水分条件下紫茎泽兰幼苗的生长、生存状况和开花比例。结果表明: (1) 紫茎泽兰从种子萌发到1年后形成幼苗并开花结果的概率为1.16×10^–13–2.43×10^–11; (2) 湿润偏阴生境利于紫茎泽兰的种子萌发和幼苗存活, 其萌发出现率和存活率都达到最高, 分别为13.93%和79.50%; (3) 在水分充足的情况下, 增加光照有利于紫茎泽兰生长; (4) 出土1年后的紫茎泽兰有3.92–5.05%的植株开花结果, 产生的种子密度为23,000–52,000 inds./m²。虽然紫茎泽兰种子个体成功生存的概率很小, 但种子产量大增加了该物种成功定居的机会, 特别是湿润偏阴环境能够促进幼苗的定居。