克隆整合对异质性土壤养分生境下薇甘菊生长的影响

环境资源的异质性在自然界中普遍存在。克隆植物能通过克隆整合较好地适应异质性生境。本文以海南外来强入侵性植物薇甘菊为材料,通过温室盆栽试验,研究克隆整合对异质性土壤养分生境下薇甘菊克隆片段生长的影响。结果表明:在养分异质下,克隆整合显著提高了低养分斑块分株的生物量,但同时降低了高养分斑块分株的生物量,对克隆片段总体的生长无显著影响,且这一结果不受资源输送方向的影响。克隆整合对薇甘菊克隆分株的光合速率和比叶面积影响较小,但当近端分株处于高养分条件时,其改变了克隆分株的根冠比。这些结果指示:克隆整合有利于异质性土壤养分条件下薇甘菊对低养分斑块的占领。因此,克隆整合可影响薇甘菊对资源异质性生境的入侵能力,它使薇甘菊能够扩展到低养分斑块,从而提高其入侵扩散能力。     

水分胁迫对入侵植物薇甘菊幼苗生长的影响

水分是影响薇甘菊(Mikania micrantha)生长的重要环境因子,但通过调控生长环境包括土壤水分和空气湿度来探讨这一入侵植物的适应能力的报道较少.本文通过设置2个水分梯度:处理Ⅰ土壤含水量30%～60%和空气相对湿度80%～90%,处理Ⅱ土壤含水量10%～20%和空气相对湿度20%～30%进行试验.结果发现土壤含水量在10%～20%且空气相对湿度在20%～30%时,水分胁迫能显著影响薇甘菊的幼苗生长和光合特性.胁迫条件下植株生长速率明显降低,最大净光合速率和最大量子效率分别是1.94 μmol·m-2·s-1和64.91 mmol·mol-1,比对照8.63 μmol·m-2·s-1和211.34 mmol·mol-1明显偏低.本文将空气相对湿度作为水分胁迫条件之一,阐述了空气相对湿度的增加能扩大薇甘菊的适生范围,并分析得出气孔限制可能是水分胁迫下薇甘菊生长受抑制的主要原因.     

水分胁迫对入侵植物薇甘菊幼苗生长的影响

水分是影响薇甘菊(Mikania micrantha)生长的重要环境因子, 但通过调控生长环境包括土壤水分和空气湿度来探讨这一入侵植物的适应能力的报道较少。本文通过设置2个水分梯度: 处理Ⅰ土壤含水量30%~60%和空气相对湿度80%~90%, 处理Ⅱ土壤含水量10%~20%和空气相对湿度20%~30%进行试验。结果发现土壤含水量在10%~20%且空气相对湿度在20%~30%时, 水分胁迫能显著影响薇甘菊的幼苗生长和光合特性。胁迫条件下植株生长速率明显降低, 最大净光合速率和最大量子效率分别是1.94 mmol.m-2.s-1和64.91 mmol.mol-1, 比对照8.63 mmol.m-2.s-1和211.34 mmol.mol-1明显偏低。本文将空气相对湿度作为水分胁迫条件之一, 阐述了空气相对湿度的增加能扩大薇甘菊的适生范围, 并分析得出气孔限制可能是水分胁迫下薇甘菊生长受抑制的主要原因。     

海南岛外来植物薇甘菊危害现状及入侵动态研究

为全面了解薇甘菊在海南的危害现状与入侵动态,提供有效防治的科学依据,对海南全岛薇甘菊入侵现状进行了调查,分析其入侵动态,并对其分布区进行预测。结果表明,自2003年在海口、文昌首次发现以来,薇甘菊已侵入到海南10余个市县,由于其繁殖力强、生长迅速、适应性好,与本地植物进行强烈的资源竞争,对本地农林业生产已构成一定危害,而且有向整个海南岛扩散蔓延的趋势。因此,必须引起高度重视,采取综合防治,有效减少薇甘菊大面积入侵造成的危害和损失。     

入侵植物薇甘菊新枝在海南的月生长动态

【背景】薇甘菊是入侵性和危害性极强的外来入侵植物,对生物多样性和农林业生产造成严重影响。观测薇甘菊新枝的月生长动态,了解薇甘菊快速生长扩散的原因,能够为薇甘菊的合理防治提供参考。【方法】采用定点定时观测法,历时2年对海南7个市县薇甘菊新枝的月生长量进行测定。【结果】薇甘菊在海南全年可生长,一新枝月平均生长66 cm,全年累计平均生长795 cm。薇甘菊生长高峰期在6月和8月,其中6月平均生长120 cm,8月平均生长106 cm。薇甘菊最小生长量在1月和12月,平均生长量均为21 cm。薇甘菊在6—10月生长较快,一新枝累计平均生长489 cm,占全年生长量的61.5%;在4—5月和11月生长次之,一新枝累计平均生长196 cm,占全年生长量的24.7%;在1—3月和12月生长缓慢,一新枝累计平均生长110 cm,占全年生长量的13.8%。薇甘菊的花果期在10月至次年3月,一些种群在1—3月再次开花或在3—5月开花。薇甘菊的生长量与温度呈极显著正相关,相关系数为0.91;与降雨量呈显著正相关,相关系数0.56。【结论与意义】薇甘菊是多分枝植物,一新枝年生长量可达795 cm,能迅速生长形成种群。温度是薇甘菊生长的主要因素,降雨在一定程度促进了薇甘菊的生长。     

外来入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)对温度升高的响应

为探讨全球变化温度升高对外来入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)化感作用和入侵能力的影响,研究不同温度(22、26和30℃)处理对其种子萌发、幼苗生长、生物量分配、挥发物成分和化感作用的影响。结果表明,薇甘菊种子在温度为22、26和30℃时的萌发率分别为29.2%、52.4%和75.2%。30℃条件下薇甘菊种子萌发率最高,萌发速度快。温度升高显著增加薇甘菊茎的生长、增加对茎的生物量分配。GC-MS和GC测定显示,温度升高改变了薇甘菊挥发物的化学成分。同时,生物测定表明,温度升高增强薇甘菊挥发物对萝卜(Raphanus sativus)和油菜(Brassica campestris)的化感作用。说明温度升高促进了薇甘菊种子的萌发和生长,同时增强了该植物的化感作用,温度升高可能加速薇甘菊的生物入侵。     

入侵植物薇甘菊种群的遗传分化

利用简单重复序列区间(Inter simple sequence repeat, ISSR)分子标记技术分析了入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)8个种群的遗传多样性及遗传分化。12个引物共扩增出171个位点,其中多态位点有103个,多态位点百分率(P%)为60.23%,Shannon信息指数(I)为0.281 8,Nei指数(h)为0.184 9,薇甘菊在物种水平具有较高的遗传多样性。AMOVA显示薇甘菊具有较高的遗传分化,36.49%的变异发生在种群间,63.51%的变异发生于种群内,基因分化系数(G_ST)为0.352 4。种群间的基因流较高,为0.918 7。薇甘菊8个种群之间的遗传相似性很高,平均为0.915 5;遗传距离很小,平均为0.088 4。采用UPGMA法对8个种群进行聚类,可以将8个种群分为两大类群,即内伶仃岛为一个类群,而深圳与东莞内陆种群组成另一类群。薇甘菊现有遗传结构的形成与其生活史特性及入侵生态学特性有关。     

外来入侵植物薇甘菊的2种化感物质对土壤氮循环的影响

为揭示薇甘菊(Mikania micrantha)通过化感作用影响土壤养分循环的入侵机制,通过外源添加薇甘菊2种化感物质(绿原酸和β-石竹烯),测定其对土壤氮素和氮循环功能菌的影响。结果表明,添加绿原酸和β-石竹烯均显著降低了土壤铵态氮含量,添加绿原酸显著提高了土壤硝态氮含量,β-石竹烯则对土壤硝态氮含量无显著影响。其主要原因是绿原酸和β-石竹烯均显著抑制了自生固氮菌和氨化细菌的繁殖,绿原酸显著促进了氨氧化细菌和硝酸化细菌的繁殖,而β-石竹烯仅促进了氨氧化细菌的繁殖,对硝酸化细菌没有影响。因此,薇甘菊能通过化感物质绿原酸和β-石竹烯影响氮循环功能菌的繁殖从而影响土壤氮循环。     

异质性生境中的植物克隆生长：风险分摊

在异质生境中克隆生长使克隆分株处于不同的小生境中,从而将基株死亡风险以不同方式分摊。分摊有利于维持或提高基株适合度,因此,植物克隆生长被认为具有对小尺度生境异质性的生态对策性意义。拟—年生克隆草本Trientalis europaea对养分梯度的反应给出了基株风险分摊的实例。文中提出—个关于分株间连接维持时间对生境异质性反应的假说。     

不同土壤养分条件下克隆整合对薇甘菊忍耐埋藏能力的影响

克隆植物可通过克隆整合较好地适应逆境胁迫,克隆整合对克隆植物忍耐逆境胁迫能力的促进作用可能随环境条件而异。本文以海南恶性入侵植物薇甘菊为对象,通过温室盆栽实验,研究不同土壤养分条件下(低或高)克隆整合对薇甘菊匍匐茎克隆片段(具2个节)忍耐部分分株被埋藏(仅远端分株被埋藏)能力的影响。结果表明:当远端分株被埋藏3 cm时,无论有无克隆整合,其均有较高的出苗率;当远端分株被埋藏入土壤6 cm时,克隆整合显著提高了其出苗率(从不足17%提高到67%),且这些结果不受土壤养分条件的影响。对于近远端均出苗的克隆片段,埋藏深度、是否保持克隆连接对克隆片段的总生物量未见显著影响,尽管近端或远端分株生物量可能受到影响。即便是对远端分株埋藏6cm的处理,克隆整合也可使克隆片段的总生物量维持在和远端分株没有被埋藏时克隆片段总生物量相当的水平,且这些结果也不受土壤养分条件的影响。因此,克隆整合是薇甘菊对局部埋藏胁迫的生态适应对策之一,它能够提高薇甘菊被埋藏分株的存活,提高薇甘菊在局部埋藏胁迫下的适合度。不同土壤养分条件下,克隆整合对出苗率和生物量的影响差异不大,可能是因为不同土壤养分条件下,克隆分株间的资源输送并没有差别,或埋藏深度(6 cm)不足以使植物生长表现出差别。     

克隆整合对异质性盐分胁迫下积雪草生长的影响

以匍匐茎草本克隆植物积雪草(Centella asiatica)为材料进行盆栽试验,研究了克隆整合特性对异质性盐分胁迫条件下植物生长的影响。试验中将远端分株(较幼分株)分别处于盐分胁迫或正常土壤条件下,切断或保持其与近端分株(较老分株)间的匍匐茎连接。结果表明：盐分胁迫下,克隆整合提高了受胁迫远端分株和整个克隆片断的叶面积和生物量等生长指标;与未遭受盐分胁迫处理相比,匍匐茎连接处理导致远端分株的根冠比显著降低。克隆整合还减轻了盐分胁迫对分株的叶绿素含量和光化学效率的影响,但盐分胁迫下,匍匐茎连接处理远端分株的净光合速率与匍匐茎切断处理远端分株并无显著差异,连接受胁迫的远端分株并没有引起近端分株生物量的明显损耗以及光合速率的补偿性提高。总之,克隆整合促进了积雪草遭受盐分胁迫的分株和整个克隆片段的生长,这对于丰富和发展异质性环境胁迫下克隆植物的生态适应对策具有重要意义。     

入侵植物薇甘菊的根际土壤微生物特征

盆栽试验比较入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)和本土植物爬山虎(Parthenocissus tricuspidata)生长过程中的根际土壤微生物结构(磷脂脂肪酸方法)、酶活性及理化性质的特征, 以期揭示薇甘菊入侵过程中的土壤微生物学机制。结果显示: 与本地种爬山虎相比, 薇甘菊根际土壤pH 值降低, 有机质、总氮、铵氮和有效磷含量减少, 但硝态氮含量增加。薇甘菊根际土壤的细菌、真菌、放线菌脂肪酸含量高于爬山虎, 脱氢酶、脲酶、蛋白酶和磷酸酶活性显著增强。相关分析表明土壤微生物磷脂脂肪酸含量及酶活性与土壤有机质、氮、磷营养盐呈显著相关。     

入侵植物薇甘菊在广西的分布与危害

通过普查的方式,全面了解了薇甘菊在广西的分布、危害和防治状况.结果表明：薇甘菊在广西主要分布在东南部的玉林市、陆川县、博白县、北流市和容县,面积约582．61 hm2,并有向中部、南部地区,甚至整个广西地区扩散的趋势;薇甘菊在广西主要危害农田、果园、人工林、次生林等地方;在防治方面,目前广西主要采取人工和化学防治的方法防治薇甘菊,生物防治技术尚未开始实施.针对薇甘菊在广西的实际状况,应采取加强宣传力度,及时调查监测,选择人工、喷施化学药剂等适合的方法进行防除,开展生物防治方面的研究等措施,有效地控制薇甘菊的扩散和危害.     

薇甘菊入侵对中小型土壤动物群落结构特征的影响

薇甘菊是菊科假泽兰属的恶性杂草,在我国华南地区已成功入侵并造成严重危害.为了解薇甘菊入侵对土壤动物的影响效应,采用野外样地试验法对广州市火炉山森林公园薇甘菊入侵群落的土壤动物进行了调查.2009年4次采样共获得中小型土壤动物5206头,隶属于4门10纲19类,其中线虫类为优势类群,蜱螨目、弹尾目和轮虫是常见类群.薇甘菊入侵地中小型土壤动物群落结构特征发生了改变,与其他样区相比,入侵区中小型土壤动物的总个体数以及线虫类、蜱螨目的个体数显著增加,但中小型土壤动物类群数的变化不明显;在群落多样性方面,薇甘菊入侵区土壤动物群落的密度-类群指数显著提高,物种丰富度、优势度指数亦有所上升,但差异不明显,而均匀度、Shannon指数趋于下降;在群落相似性方面,薇甘菊入侵区与群落交错区的相似程度较高,与土著植物区的相似程度较低.薇甘菊入侵所引起的局部气候环境、凋落物、根系分泌物与土壤理化性质的变化可能是造成中小型土壤动物群落结构特征改变的主要原因.     

不同生境植物幼苗对光照时间异质性的响应

光照时空异质性对植物影响的重要性早已被认识,但大多数研究集中于植物如何响应光照空间异质性,关于植物如何响应光照时间异质性过程的实验证据较少。本文以喀斯特生境物种单性木兰、非喀斯特生境物种石栎和两种生境的共有种朴树的一年生幼苗为对象,通过比较它们在光照时间异质性(全光照-重度遮阴交替)和时间同质性(一直中度遮阴、一直全光照)处理中形态、生物量和生理特征的响应,探讨这3个物种对光环境变化的响应能力和策略。与中度遮阴处理相比,光照时间异质性处理提高了植物的基径,降低了总生物量。相比全光照和中度遮阴处理,光照时间异质性处理提高了植物的渗透物质含量、丙二醛含量和抗氧化酶活性。早期光照时间异质性处理引起植物细胞渗透压和膜脂过氧化程度升高,抑制了植物当前生长,但在处理末期,却提高了植物对后期压力事件下的总生物量日累积速率,植物的各渗透调节物质含量和抗氧化酶活性也有显著的下降趋势。在整个光照时间异质性处理过程中,喀斯特生境物种单性木兰的丙二醛含量水平最稳定,而且总生物量日累积速率在处理末期最高。总而言之,3个物种对同种光照条件产生的趋同适应与处理早期的光照经历息息相关。单性木兰在长期适应喀斯特生境过程...     

入侵杂草薇甘菊的化学防除

在广东内伶仃岛选择薇甘菊危害较严重的地段,采用内吸传导型除草剂森草净进行了化学防除试验.持续两年半的试验结果表明,0.01～0.1g·m^-2(有效成分)的森草净对样地薇甘菊有极好的杀灭效果.试验还表明,森草净对岛上的大多数木本、藤本和草本植物都较安全,对样地的物种多样性无不良影响.因此,森草净是防治薇甘菊的首选除草剂.     

区域尺度薇甘菊入侵分布的影响因子

以深圳市宝安区为研究区,利用基于2007年IRS卫星影像数据得到的土地利用分类制图以及同年薇甘菊分布调查图、DEM等GIS数据,通过薇甘菊入侵/未入侵地区相关指标的对比性分析及Autologistic回归模型的构建,研究了区域尺度下薇甘菊入侵分布的重要影响因子.结果表明:(1)区域尺度下薇甘菊入侵地区与未入侵地区之间存在显著差异,地形特征及土地利用方式为显著影响因子,群落特征的影响不显著;(2)Autologistic回归模型显示出薇甘菊的入侵分布与其邻域果园密度及水体密度高度相关,模型结果具有较好的拟合精度,可以为薇甘菊入侵扩散重建及近期重点区域的防除决策提供参考依据.     

克隆整合对异质性光照环境下紫竹根际土壤氮素有效性的影响

以根状茎克隆植物紫竹为对象,研究克隆整合对遭受异质性光照胁迫分株根际土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)、氨氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)以及微生物群落组成的影响。所取紫竹克隆片段由一个母本分株和一个子代分株组成,母本分株置于全光照下,而子代分株置于80%遮阴环境中,同时母本分株与子代分株间的根茎保持连接或割断处理。结果表明:与切断处理相比,紫竹遮荫子代分株根际土壤的SOC、TN、DOC、NH_4~+-N在保持根状茎连接时显著更高,这表明异质性光照环境下克隆整合可能改善紫竹连接遮荫子代分株根际土壤的氮素有效性。克隆整合提高了连接遮阴状态下紫竹子代分株根际土壤中的放线菌、真菌和革阴细菌的PLFAs浓度。通过对遮阴子代分株根际土壤微生物群落PLFAs主成分分析得出克隆整合导致遮阴子代分株根际土壤微生物群落结构发生显著变化。该研究结果暗示了紫竹可能通过克隆整合作用降低土壤中某些对氮利用有效性影响较低的细菌数量,而增加对土壤氮利用起重要作用的放线菌和真菌的数量,进而改善紫竹对土壤中氮利用的有效性,这有利于增强克隆植物对时空异质性生境的适应能力。     

入侵植物薇甘菊在贵州的潜在适生区及其变化趋势

【目的】薇甘菊是一种危害性极大的外来入侵植物,2016—2022年间,多次在贵州省发现其入侵种群。预测薇甘菊在贵州的潜在适生区及其变化规律,可对贵州薇甘菊防控体系建设提供依据。【方法】在全球筛选薇甘菊分布点1001个,结合22个环境因子数据,采用最大熵模型(MaxEnt)预测当前及未来气候条件下薇甘菊在贵州的潜在分布情况,并进行主导因子分析。【结果】当前气候条件下,薇甘菊在贵州的高适生区面积为1.51万km²,占全省面积的8.60%,主要位于黔西南州和黔南州;在未来气候条件下,薇甘菊在贵州的适生区呈扩增状态,适生区分布中心坐标(26.43°N,107.00°E)由黔南州向贵阳市转移;影响薇甘菊适生范围的主导因子是年平均温度、昼夜温差平均值、温度季节性变化、最冷月份最低温、年降水量和最热季平均降水量。【结论】薇甘菊在贵州的适生区范围广,温度和降水是主要影响因素。在未来气候条件下,薇甘菊在贵州的适生区呈扩增状态,整体向北迁移扩散的趋势明显。     

我国入侵植物薇甘菊(菊科)的细胞学研究

为了解入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)的细胞学特性,研究了薇甘菊在我国广东东南部4居群和台湾2居群的染色体数目和染色体形态。结果表明,所有居群的薇甘菊染色体数目均为2n=36,第一对染色体为近中部着丝粒染色体,其长臂中部具有次缢痕,显著大于其余染色体。广东深圳大学和深圳水库居群的核型公式为2n=20m+14sm+2st;广东汕头、阳江和台湾屏东居群为2n=22m+12sm+2st;台湾宜兰居群为2n=18m+16sm+2st。此前有报道薇甘菊深圳大学居群的染色体数目为2n=38,推断为制片过程中第一对染色体从次缢痕处断裂而导致的计数错误。因此,薇甘菊虽存在非整倍性和多倍性变化,但在广东东南部和台湾的入侵居群中目前仅发现基于x=18的二倍体(2n=36),该种在这些地区的成功入侵与多倍性无关。