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相似文献
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1.
植物外来种入侵及其对生态系统的影响   总被引:178,自引:16,他引:162  
彭少麟  向言词 《生态学报》1999,19(4):560-569
对植物外来种的入侵及生态系统的影响进行综述与分析,植物入侵多种因子的影响,可分为外因和内因两类,植物外来种对生态系统的影响主要体现在生产力,土壤营养,水分,干扰体制,群落的结构和动态等方面,在管理外来种时,需对外来种的特性和影响因子进行系统的观察研究,采用机械法,化学方法和生物控制法等综合办法控制植物的入侵,引进植物引来种时,要对引进种的行为特性进行了调查研究,注意其安全性。  相似文献   

2.
在陆地生态系统中,沿海沙丘特别容易受到外来植物的入侵。许多研究将沙丘生境的入侵归因于人为因素,但对土壤性质和植物性状在植物 入侵中的作用却知之甚少。本研究考察了沙丘系统土壤特征与外来植物入侵的关系,重点研究了土壤养分、土壤盐分和植物功能特征之间的相互作 用。研究地点是马拉诺和格拉多泻湖(北亚得里亚海)的沙质堰洲岛。根据沙丘系统生态梯度上的主要生境(前沙丘、后沙丘和盐沼),在10 个区域内选择100个地块(4 m × 4 m)。在每个地块中记录所有植物物种的发生和丰度,并收集一个土壤核。对每个土壤样品进行土壤质地、电导率(代表土壤盐 分)、有机碳和氮含量分析,并与本地和外来植物的种类数和覆盖度相关联。分析外来和本地物种主要的生殖功能和营养功能性状在生境中的变化。研究结果表明,土壤性质对外来物种库和本地物种库的影响不同,与植物整体多样性密切相关。在后沙丘(最易入侵)的生境中,高的土壤导电性限制了外来物种的数量,但土壤有机碳含量随着外来植物丰度的增加而增加,这也表明植物入侵与土壤之间存在潜在的反馈过程。只有在后沙丘生境中,随着环境条件的改善和植物竞争的加剧,本地植物和外来植物的功能性状谱有显著的趋同。本研究结果表明,在恶劣条件下,只有本地特有植物才能茁壮成长,而在中等条件下,土壤特性梯度与植物特性协同作用,抑制/促进外来植物丰富度。  相似文献   

3.
入侵种加拿大一枝黄花对土壤特性的影响   总被引:42,自引:0,他引:42  
生物入侵已给人类社会带来了巨大的环境和经济损失,但关于植物入侵对生态系统的影响后果还知之甚少。土壤是生态系统的重要组成部分,植物入侵对土壤特性的影响已引起了生态学家的普遍关注。我们将原产北美的入侵杂草加拿大一枝黄花(Solidagocanadensis)和同属土著植物一枝黄花(S.decurrens)种植在具有相同利用历史的土壤中,通过检测生长后期不同植物下土壤特性的差异来研究加拿大一枝黄花的入侵后果。测定的土壤特性包括pH值、总碳、总氮、土壤有机质、硝态氮、铵态氮、净铵化速率、净硝化速率和净矿化速率等。野外选取了加拿大一枝黄花的典型入侵地上海江湾绿地进行土壤特性调查作为辅证。移栽实验和野外调查得到了基本一致的结果:加拿大一枝黄花调节了土壤pH值,增加了总碳、氮库和有机质库,降低了铵氮库和硝氮库。加拿大一枝黄花还促进了微生物的矿化速率和铵化速率,这表明该物种提高了土壤无机氮和铵氮的供给。控制无机氮浓度和无机氮形式的独立实验表明,高氮供给和富铵氮条件有利于加拿大一枝黄花的生长。本研究不仅为外来植物入侵后果的评估提供实验证据,而且为植物成功入侵的机制探索提供思路。  相似文献   

4.
植物多样性而非其土壤遗留效应影响外来植物入侵 植物多样性可以影响外来植物入侵,然而植物多样性的土壤遗留效应是否能够影响外来植物入侵目前仍不清楚。植物多样性能够改变土壤微生物群落和土壤理化性质,这种遗留效应可能会对该土壤中外来植物的生长产生影响。因此,我们假设植物多样性的土壤遗留效应会影响外来植物的入侵。为了检验该假说,我们开展了一个两阶段的植物-土壤反馈实验。在土壤驯化阶段,我们将12个植物物种(4种禾草植物、3种豆科植物和5种杂类草植物)分别单独种植,或者随机选择8个物种(包含3个功能型)混合种植在土壤中。在反馈阶段,我们将入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)分别与本地禾草荩草(Arthraxon hispidus)、本地杂类草翅果菊(Pterocypsela indica)或者同时与荩草和翅果菊种植在被驯化过的土壤中。研 究结果显示,三叶鬼针草相对于其本地竞争植物的生长取决于驯化植物和竞争植物物种的功能型。驯化植物的多样性对三叶鬼针草与其本地竞争植物之间的生长差异没有显著影响。然而,随着本地竞争植物物种多样性的增加,三叶鬼针草相对于其本地竞争植物的生长显著降低。这些结果表明,当前的植物多样性可以通过增加入侵植物和本地植物之间的生长不平衡性来减少外来植物的入侵。但是,植物多样性的土壤遗留效应对外来植物入侵的影响可能很小。  相似文献   

5.
外来植物入侵已成为严重的环境和社会问题,了解外来植物的入侵机制是有效控制其入侵的前提。生物阻抗假说认为,入侵地本地植物群落中的许多生物因子及生物过程能够抵御外来植物入侵。但关于群落抵抗外来种入侵的主要机制,目前还没有确定的结论。本文综述了群落中物种功能特征的多样性以及与外来种功能特征的相似度、植物与动物、植物与植物以及植物与土壤微生物间的相互作用等因素对外来植物入侵的影响,以及以前研究存在的不足。未来研究应该注重不同条件下植物与植物间的相互作用;不同竞争强度下,植物与食草动物的相互作用;植物、动物及土壤微生物三者之间的相互作用对外来植物入侵的影响。这些研究不仅能够丰富和完善入侵生态学理论,而且对于预测外来植物未来的扩散范围,合理有效地管理生态系统,防止外来植物入侵,保护本地生物多样性具有重要的实际意义。  相似文献   

6.
入侵植物根际土壤微生物是地下生态系统的重要组成部分。外来植物入侵到新的栖息地后能够促进其根际土壤微生物群落结构的演替、改变土壤理化性质, 强化微生物群落功能的发挥, 进而创造更适合外来植物生长的土壤微环境, 促进外来种的入侵进程。从外来入侵植物根际土壤微生物的研究方法、外来入侵植物对根际土壤微生物群落影响以及从地下生态学对外来植物入侵的影响等方面进行了综述。土壤微生物研究方法主要包括微生物计数法、微生物生理生化指标方法及分子技术 3 类; 入侵植物对根际土壤微生物的影响主要体现在对其生物量、多样性以及功能微生物菌群等方面。在今后的研究中, 应当注重对同一区域外来入侵植物和近缘本土种、及其伴生种的根际土壤微生物进行比较研究; 加强入侵植物根际微生物功能机理、环境因子与微生物间关联性的研究; 同时在研究方法上应注重传统方法与生物标记法及其与分子技术的结合。  相似文献   

7.
外来植物入侵对土壤生物多样性和生态系统过程的影响   总被引:23,自引:0,他引:23  
随着科学家对生态系统地下部分的重视,评价外来植物入侵对土壤生态系统的影响成为当前入侵生态学领域的研究热点之一。本文综述了外来植物入侵对土壤微生物、土壤动物以及土壤碳、氮循环动态影响的研究,并探讨了其影响机制。已有的研究表明,植物入侵对土壤生物多样性及相关生态系统过程的影响均存在不一致的格局,影响机制也是复杂多样的。外来植物与土著植物凋落物的质与量、根系特征、物候等多种生理生态特性的差异可能是形成格局多样性和影响机制复杂性的最主要原因。今后,加强多尺度和多生态系统的比较研究、机制性研究、生物多样性和生态系统过程的整合性研究及土壤生态系统对植物入侵的反馈研究是评价外来植物入侵对土壤生态系统影响的发展趋势。  相似文献   

8.
牛红榜  刘万学  万方浩 《生态学报》2007,27(7):3051-3060
外来入侵植物与入侵地土壤微生物群落的互作关系是影响外来植物入侵力和生态系统可入侵性的一个重要领域。因此,研究外来植物入侵对入侵地土壤微生物群落及其理化性质的影响不仅可以全面地评估入侵植物对生态系统的影响,而且对于探索外来植物入侵的土壤微生物学机制尤为重要。采用磷脂脂肪酸(PLFAs)和传统培养相结合的方法研究了外来入侵植物紫茎泽兰对入侵地土壤微生物群落结构的影响;同时研究了紫茎泽兰入侵对11种土壤理化因子的影响。结果表明紫茎泽兰入侵改变了土壤微生物群落结构,提高了土壤自生固氮菌、氨氧化细菌和真菌的数量;同时,显著地提高了土壤的有效磷、速效钾、硝态氮、氨态氮和土壤有机碳含量,降低了土壤总钾含量和pH值。土壤微生物不同生理类群的变化与土壤中植物可直接吸收利用养分的变化显著相关。紫茎泽兰在入侵地成功定殖后,可能通过改变土壤微生物群落结构,特别是增加了与土壤养分循环相关的微生物功能类群数量,进而提高了土壤可利用的养分水平,创造对自身生长有利的土壤环境。紫茎泽兰改变土壤微生物群落是其入侵的一部分,这种改变进而加速了土壤养分循环,可能增强了紫茎泽兰的养分吸收,进而促进其生长、竞争和扩张。  相似文献   

9.
为明确喀斯特森林植物叶片功能性状对土壤特性的响应,采用样地与样线相结合的方法调查茂兰喀斯特森林的木本植物群落,计算不同地形木本植物叶片加权平均性状值,运用单因素方差分析和冗余分析不同地形植物叶片功能性状的差异及其与土壤特性的关系。结果表明, 在生长型(常绿、落叶)和群落水平上,植物叶片功能性状在不同地形间存在显著差异(P<0.05),其中叶面积最为敏感,对生境的响应明显,常绿植物的叶厚度大于落叶植物,比叶面积则相反,而叶绿素含量差异不显著(P>0.05)。不同地形间土壤特性差异显著(P<0.05),漏斗地形土壤的田间持水量、毛管孔隙度、全氮含量、全磷含量及有机质含量较高,土壤肥力最佳,槽谷和阴坡次之,而阳坡地段土壤相对贫瘠。不同地形植物叶片功能性状与土壤特性间具有相关性,但不同地形土壤特性对叶片功能性状变异的解释率不同,影响植物叶片功能性状的主要土壤特性为有机质含量、全氮含量、全磷含量、田间持水量和土壤容重。茂兰喀斯特森林不同地形植物叶片功能性状和土壤特性的差异较大,随着土壤特性的改变,叶片功能性状的响应特征不同,这有利于林区物种共存及生物多样性维持。  相似文献   

10.
植物氮形态利用策略及对外来植物入侵性的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
氮是影响外来植物入侵性的重要因素之一, 但相关研究多关注土壤氮水平的效应, 较少考虑氮形态的作用。为从土壤氮形态利用的角度阐释外来植物的入侵机制, 本文在植物氮形态利用策略分析的基础上, 综述了外来植物氮形态利用的偏好性及其对入侵性的影响。植物的氮形态利用策略有偏好性和可塑性两种, 这可能与植物对土壤氮形态特性的长期适应有关; 植物不仅可以对土壤氮形态做出响应, 而且还能改造土壤氮形态, 并对改变后的土壤氮形态做出反馈响应。很多外来植物入侵硝态氮占优势的干扰生境, 偏好硝态氮的外来植物与本地植物竞争硝态氮; 而偏好铵态氮的外来植物通过抑制土壤硝化作用, 营造铵态氮环境, 促进自身生长, 同时抑制偏好硝态氮的本地植物生长。然而, 植物氮形态利用策略不是一成不变的, 而是受多种生物和非生物因素共同作用影响的复杂过程, 今后应加强多因素交互作用对外来入侵植物氮形态利用策略的影响及机制研究, 更好地揭示氮形态利用策略, 尤其是氮形态利用的可塑性与外来植物入侵性的关系。  相似文献   

11.
The spread of exotic earthworms (‘worming’) and rising temperatures are expected to alter the biological, chemical and physical properties of many ecosystems, yet little is known about their potential interactive effects. We performed a laboratory microcosm experiment to investigate the effects of earthworms (anecic, endogeic, epigeic, or all three together) and 4°C warming on soil water content, litter turnover and seedling establishment of four native and four exotic herbaceous plant species. Warming and worming exerted independent as well as interactive effects on soil processes and plant dynamics. Warming reduced the water content of the upper soil layer, but only in the presence of earthworms. Litter removal increased in the presence of earthworms, the effect being most pronounced in the presence of anecic earthworms at ambient temperature. Exotic plant species were most influenced by earthworms (lower seedling number but higher biomass), whereas natives were most sensitive to warming (higher seedling number). This differential response resulted in significant interaction effects of earthworms and warming on abundance and richness of native relative to exotic plants as well as related shifts in plant species composition. Structural equation modeling allowed us to address possible mechanisms: direct effects of earthworms primarily affected exotic plants, whereas earthworms and warming indirectly and differentially affected native and exotic plants through changes in soil water content and surface litter. Invasive earthworms and warming are likely to interactively impact abiotic and biotic ecosystem properties. The invasion of epigeic and anecic species could select for plant species able to germinate on bare soil and tolerate drought, with the latter becoming more important in a warmer world. Thus earthworm invasion may result in simplified plant communities of increased susceptibility to the invasion of exotic plants.  相似文献   

12.
Earthworms and plants greatly affect belowground properties; however, their combined effects are more attractive based on the ecosystem scale in the field condition. To address this point, we manipulated earthworms (exotic endogeic species Pontoscolex corethrurus) and plants (living plants [native tree species Evodia lepta] and artificial plants) to investigate their combined effects on soil microorganisms, soil nutrients, and soil respiration in a subtropical forest. The manipulation of artificial plants aimed to simulate the physical effects of plants (e.g., shading and interception of water) such that the biological effects of plants could be evaluated separately. We found that relative to the controls, living plants but not artificial plants significantly increased the ratio of fungal to bacterial phospholipid fatty acids (PLFAs) and fungal PLFAs. Furthermore, earthworms plus living plants significantly increased the soil respiration and decreased the soil NH4+‐N, which indicates that the earthworm effects on the associated carbon, and nitrogen processes were greatly affected by living plants. The permutational multivariate analysis of variance results also indicated that living plants but not earthworms or artificial plants significantly changed the soil microbial community. Our results suggest that the effects of plants on soil microbes and associated soil properties in this study were largely explained by their biological rather than their physical effects.  相似文献   

13.
外生菌根菌与森林树木的相互关系   总被引:25,自引:2,他引:23  
生态系统的每个过程都伴随着各种微生物的活动,其中最重要的功能群之一是菌根真菌(菌根菌)。一般认为,菌根菌是自然界多数植物生存最基本的组成部分,陆地上约90%以上的高等植物都具有菌根菌。这些菌类的菌丝体与植物根系结合形成菌根,使植物生长成为可能,使不同种类植物的根系联在一起。根据菌根菌入侵植物根系的方式及菌根的形态特征,菌根可分为外生菌根、内生菌根和内外生菌根3组共7种类型。外生菌根主要出现在松科、桦木科、壳斗科等树种的森林生态系统中,在根系表面形成菌丝鞘,部分菌丝进入根系皮层细胞间隙形成哈氏网表面。菌根菌剂在森林经营中得到广泛地应用。外生菌根菌对森林树木的作用可归纳为:1)促进造林或育苗成活与生长;2)提高森林生态系统中植物的多样性、稳定性和生产力;3)对森林生态系统的综合效应,主要表现在增加植物一土壤联结,改善土壤结构,促进土壤微生物,增强植物器官的功能;4)抗拮植物根部病害病原菌等。树木与菌根菌相互关系研究主要包括:1)菌根共生的机理;2)菌根菌在退化森林生态系统恢复与改造中的作用;3)菌根菌的分布格局与森林生态系统服务功能的关系;4)菌根菌对森林生态系统的综合效应,如菌根菌与森林植物群落结构、物种多样性以及森林系统稳定性和生产力的研究。  相似文献   

14.
A variety of studies on the impact of fire disturbance on ecosystems has shown that the physical and chemical properties of soil after fire disturbance change notably. Meanwhile, little is known about the effects of different fire intensities on the soil properties and vegetation after fire disturbance, especially in the south subtropical area. In this paper, we analyzed the soil physical and chemical properties, vegetation species and species diversity of fire center, fire edge (which was burned a year ago) and non-burned Pinus massoniana plantation in Gaoyao, Guangdong province, China. The results showed that the soil conductivity, water content, total nitrogen, total potassium, and available potassium content of fire center were significantly higher than those of the non-burned land, and pH was higher than that of fire edge, whereas the available nitrogen, total phosphorus and organic matter content were much lower, which were generally existed in 0–10 cm soil layer and 10–30 cm soil layer. Changes of the soil properties of fire edge were similar with those of fire center, but less significant, and seemed to be more complex. Effects of burning on the vegetation of fire disturbance plots were found to be notable, species number and average height of plants of fire disturbance plots were lower than those of the non-burned plots, a difference of species diversity and uniformity were also shown, and finally, the composition of plant community also changed, e.g., pioneer species such as D. dichotoma, etc., dominated, and drought-resistant plants, heat-resistant plants and positive plants increased after burning.  相似文献   

15.
Abstract Invasive exotic plants are a significant threat to areas of conservation value, with endangered ecological communities being especially vulnerable. We assessed the role of different anthropogenic disturbances in determining the success of exotic plants in the endangered Cumberland Plain Woodland community of western Sydney and examined the impact of these disturbances on soil characteristics that are likely to impact on vegetation, including total P, pH, water retention capacity, organic matter content and electrical conductivity. The disturbance types were: (i) land use incorporating clearing, agriculture and grazing by stock; (ii) creeks draining a developed catchment; and (iii) roads. Remnants that had been cleared and grazed had higher exotic and lower native species richness and cover than all other disturbance types. Areas that had been grazed but not cleared did not have more exotic species richness or cover than uncleared/ungrazed areas, thus retaining high conservation value. Areas within 2 m of a creek edge had higher exotic species richness and cover than areas further from the creek edge. Areas downslope of sealed roads had significantly higher exotic species richness and cover than areas below unsealed roads. No single soil attribute or combination of soil attributes was consistently able to account for variation in exotic species cover under the different disturbance types. Thus it appears that other factors such as site history and propagule pressure may be more important in determining exotic species success than soil characteristics alone, in this vegetation community.  相似文献   

16.
侯玉平  柳林  初航  马淑杰  赵丹  梁荣荣 《生态学报》2015,35(16):5324-5330
生物入侵在世界范围内广泛发生,严重威胁当地生物多样性和生态系统稳定性。植物与土壤之间的相互作用在决定植物的竞争力以及分布格局中起着重要作用,是影响外来植物入侵力和生态系统可入侵性的一个重要方面。目前,有关研究已成为植被生态学与入侵生态学的研究热点。引自北美的外来植物火炬树(Rhus typhina L.)已成为我国北方主要的入侵木本植物之一。比较了火炬树单优林型、火炬树+刺槐(Robinia pseudoacacia L.)混交林、火炬树+麻栎(Quercus acutissima Carruth.)混交林、火炬树+银白杨(Populus alba L.)混交林4种不同林型的土壤微生物群落结构、土壤酶活性和土壤养分含量特征。结果表明:火炬树单优林土壤细菌、放线菌数量明显高于各混交林型,而真菌数量无显著差异;土壤酶活性方面,火炬树单优林脲酶、过氧化氢酶活性高,土壤磷酸酶活性低;火炬树的入侵显著提高了土壤全碳、全氮、全磷和硝态氮含量,同时明显降低了土壤铵态氮含量。硝态氮含量的增高可能与火炬树入侵造成土壤微生物群落组成变化、土壤硝化速率高有关;而火炬树入侵降低了土壤铵态氮含量,说明该物种可能更易于吸收利用铵态氮。以上研究结果表明,火炬树可以改变土壤生态系统的微生物群落组成和土壤酶活性并影响土壤相关营养元素循环,从而可能使其在与当地植物的竞争中获得优势,为自身的入侵创造有利条件。  相似文献   

17.
土壤养分分布具有高度空间异质性, 植物的根系觅养行为是其对土壤养分异质性的一种适应。不同植物为了适应养分异质性会产生不同的根系觅养行为, 通过调整自身的根系觅养范围、觅养精度和觅养速度来更好地吸收利用土壤中的养分。外来植物与本地植物的竞争是决定其成功入侵的重要因素, 土壤养分等环境因素会影响它们之间的竞争关系。近年来, 外来入侵植物的觅养行为逐渐受到人们的关注, 关于入侵植物根系觅养行为的研究成果陆续出现: (1)总体来看, 外来入侵植物具有较强的根系觅养能力, 但根系觅养范围与觅养精度之间的权衡关系还不确定; (2)营养异质性会影响入侵植物与本地植物之间的竞争, 反过来, 二者之间的竞争也会影响根系觅养行为对营养异质性的响应; (3)丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)能够提高入侵植物的根系觅养能力, 外来植物入侵能够改变入侵植物对AMF的偏好性, 形成AMF对入侵的正反馈作用, 而本地植物与AMF的相互作用也会影响入侵植物的竞争力。未来还应加强营养异质环境下种间竞争和AMF共生对入侵植物根系觅养行为的影响机制研究, 以及全球变化背景下入侵植物根系觅养行为的变化与机制方面的研究, 可以更深入地认识外来植物的觅养行为在其成功入侵中的作用, 并为利用营养调控来防控入侵植物提供理论依据。  相似文献   

18.
Abstract. Grassland communities are increasingly recognized as disturbance‐dependent ecosystems, yet there are few replicated, multi‐site studies documenting vegetation responses to varying frequencies and types of grassland disturbance. Even so, land managers frequently manipulate disturbance regimes in an attempt to favour native grassland plants over exotic species. We conducted a factorial experiment testing three frequencies of clipping combined with litter accumulation, litter removal, and soil disturbance within the highly threatened California coastal prairie plant community. We monitored the response of native/exotic, grass/forb plant guilds once a year for four years. More frequent clipping reduced cover of exotic grasses and favoured exotic forbs, whereas native species were largely unaffected by clipping frequency. Litter accumulation, litter removal, and soil disturbance did not affect vegetation composition. Effects of litter accumulation may take longer than our experiment allowed, and soil disturbance due to our treatments was not sufficiently strong to show consistent effects relative to mammalian soil disturbance. Treatment response of some plant guilds differed among sites, highlighting the importance of replicating experiments at several sites before recommending conservation management practices.  相似文献   

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