中国米草生态工程的功与过

米草生态工程在我国已经走过40年的发展历程,成为中国海岸线一道绿色长城.米草生态工程曾经发挥了显著的生态效益和经济效益,如保滩护堤、促淤造陆、改良盐土、净化水质等,同时也出现了一些负面作用,如绞杀土著物种、侵占航道、危害贝类养殖等.米草的种群爆发可能是因为富营养化、温室效应以及一些可能的人为因素.对待米草,应该科学分析与对待,在种群爆发地区进行科学防治的同时,还应充分发挥其生态与经济效益.     

互花米草入侵对鸟类的生态影响

生物入侵威胁本地物种生存,破坏生态系统的结构和功能,是导致全球生物多样性丧失的重要原因之一。外来植物是入侵生物中的重要一类,可以显著改变本地植被群落,并影响其他生物类群。鸟类作为生态系统中的较高营养级,对由入侵植物引起的栖息地变化十分敏感。互花米草自引入中国沿海以来,其分布区域不断扩散,多数研究认为互花米草入侵造成本地生物多样性降低和生态系统退化。系统梳理了互花米草入侵对鸟类栖息地、食物资源、繁殖、群落等方面的生态影响。主要负面影响有:(1)植被群落结构不利于鸟类栖息、筑巢、觅食;(2)鸟类食物资源丰度和多样性下降;(3)本地鸟类种群数量和物种多样性显著下降。在我国东部沿海湿地,互花米草入侵已经显著改变了植被与鸟类分布格局。但随着入侵历史的增长,少数小型雀形目鸟类却可以逐渐适应互花米草生境。互花米草入侵为某些非本地鸟类提供了空白生态位,在一定程度上丰富了本地物种多样性,对互花米草的快速清除反而可能不利于已适应并依赖互花米草生境的鸟类。综上,认为互花米草入侵对鸟类群落甚至整个生态系统的影响可能需要更多研究进行综合评价,应开展长期、大尺度、多因子的监测研究和多物种比较研究,建立生态评价模型并制定科学有效的互花米草管理对策。     

丛枝真菌对互花米草和芦苇氮磷吸收的影响

互花米草(Spartina alterniflora Loisel.)是我国海滨盐沼的入侵植物,与土著种芦苇(Phragmites australis)形成了广泛的竞争;已知丛枝菌根(AMF)对不同植物的生长存在差异性影响;但其对互花米草与芦苇之间的种间关系,是否对互花米草入侵芦苇群体产生作用值得探讨.研究对两物种进行了丛枝菌根接种处理,种植模式处理和盐度处理的三因素实验.结果表明:盐度增加使得单种时芦苇、混种时互花米草的AMF侵染率显著下降(p<0.05),而混种时芦苇和单种时的互花米草AMF侵染率受盐度影响不显著(p>0.05).混种时,两种植物的丛枝菌根形成均受对方影响,并且盐度升高使两种植物之间对AMF侵染率的影响发生变化,在淡水生境下混种时,芦苇的AMF侵染率比单种时降低40.5%,互花米草的AMF侵染率比单种时提高了86.9%,均差异显著(p<0.05);在低盐度下混种时芦苇的AMF侵染率比单种时降低24.7%,差异显著(p<0.05),而对互花米草的影响不显著;在高盐度下混种对芦苇的AMF侵染率影响不显著,而使互花米草的AMF侵染率显著降低,降低率比例达78.7%.在淡水生境下,丛枝菌根对芦苇和互花米草的N、P吸收均有显著的促进作用;但是在咸水生境下生长时芦苇的N、P含量主要受盐度的显著影响(p<0.05),随盐度增加而增加;虽然在咸水生境下丛枝菌根仍旧促进芦苇的N、P吸收,但其影响远小于盐度的影响,并且促进效果受到盐度的抑制;但互花米草的N、P含量不受盐度影响.由此可见,接种AMF对这两种植物的氮磷吸收有着不同程度的促进,其作用大小与侵染程度有关,且受到盐度和种植模式的影响.     

离子束注入对狐米草几种生理生化指标的影响（简报）

N 、Zn2 、Ar 离子束注入狐米草种子 ,其萌发率均明显降低。相同剂量 ,同种离子束抑制作用随加速电压 (能量 )的升高而加强。低能离子束对已萌发种子愈伤组织诱导率无显著影响 ,但能在不同程度上提高SOD、POD、CAT活性。多数离子束处理的狐米草愈伤组织中可溶性蛋白含量增加     

互花米草幼苗在不同浓度NaCl溶液中的生长和溶质的积累

互花米草在NaCl营养液中能够大量积累Na~+和Cl~-,并对K~+、可溶性糖和游离脯氨酸的积累也有一定的促进作用,同时抑制了Ca~(2+)、Mg~(2+)和Pi的吸收。幼苗积累Na~+和Cl~-作为主要渗透剂。Na~+/K~+比值随着培养基NaCl浓度增大而提高。根部无机离子的总量明显高于地上部。NaCl明显降低幼苗地上部的渗透势,其变化随培养基渗透势的下降而降低。在NaCl营养液中培养的幼苗鲜重和含水置下降,但对于重影响不大,鲜重/干重比值随培养基NaCl浓度增大而降低。     

盐度对互花米草生长及脯氨酸、可溶性糖和蛋白质含量的影响

研究了互花米草在不同培养盐度下,株高、茎粗、叶长、叶宽、叶面积、鲜重等生长指标以及脯氨酸、可溶性糖和蛋白质含量的变化情况。结果表明,随着盐度增加,米草株高呈下降趋势,在高盐度(50‰)下,米草叶面积、叶长等指标与对照组相比明显下降,鲜重与低盐度组比较显著下降。米草叶片中可溶性糖、脯氨酸含量随盐度增加总体上呈上升趋势;可溶性蛋白质含量随盐度增加亦呈上升趋势,表明蛋白质合成增强。在盐胁迫下。渗透调节物质的积累作用是互花米草对盐胁迫的主要响应过程,可以作为其抗盐性的生理参数。     

氮、硫互作对克隆植物互花米草繁殖和生物量累积与分配的影响

氮、硫均是影响入侵植物互花米草（Spartina alterniflora Loisel.）生长与繁殖的重要营养元素,研究其交互作用可能有助于揭示互花米草成功入侵机制。本文在人工控制条件下,以河沙为栽培基质,研究了氮、硫互作对互花米草繁殖和生物量积累与分配的影响。实验结果表明：中氮和高氮处理下的互花米草分支强度、初级分株数、次级分株数、根状茎数及其总长要显著高于低氮,不同硫水平及氮硫互作对互花米草无性繁殖没有显著影响;互花米草的种子数和种子生物量受硫以及氮硫交互作用的影响显著,在高氮水平下,中硫处理的互花米草种子数和种子生物量要远远高于其他处理。中氮和高氮处理下的互花米草叶、茎、根、根状茎和总生物量显著高于低氮处理;只有在高氮水平下,高硫处理的生物量才显著低于其他处理。在中氮和高氮营养条件下,高硫处理会促使互花米草对地上部分投入更多的生物量。中硫-高氮作用对互花米草有性繁殖的促进,使互花米草能在硫浓度较高的滩地保持高有性繁殖率;虽然过高的硫会抑制互花米草的有性繁殖,但却能促进根状茎数目的增加,从而加速其向外短距离扩张;这些特性均有利于互花米草对滨海盐沼的入侵。     

三种类型互花米草抗盐生态型的分化

从美国引种成功的三种类型互花米草在不同NaCl浓度的盐渍生境中,叶细胞膜透性、渗透调节物(主要是K+、Na+)和氨基酸的变化以及光合作用、呼吸作用的变化都存在明显的差异,这是由于长期不同生境的选择和互花米草的基因型适应所造成的生态型分化的结果。按抗盐性分：G型抗性最强、F型最弱、N型居中。     

山口红树林区互花米草有性繁殖期的生物量动态

以山口红树林保护区互花米草（Spartina alterniflora）为研究对象,对其有性繁殖期(2007年6—11月)的生物量动态变化进行了初步研究。结果表明：在繁殖初期,不同营养器官的生物量随时间呈现不同程度的增加;但在繁殖后期,根、茎和叶的生物量的增长率均出现负值,其中根生物量和叶生物量的负增长导致茎生物量出现负增长。地下部分生物量远小于地上部分生物量,生物量在各器官的分配除6月份外呈现茎>叶>根>繁殖器官。地下部分生物量占总生物量的比例随着时间呈现下降的趋势,其中根系生物量比例从6月份的28.9%下降到11月的14.0%;繁殖器官生物量的比例不大,随着时间呈现增加的趋势。     

芦苇与入侵植物互花米草的光合特性比较

以上海崇明东滩湿地外来入侵植物互花米草与本地种芦苇为研究对象,对它们的光合特性进行了比较研究,结果表明:(1)与芦苇相比,互花米草具有更高的表观量子效率(AQY)、CO2羟化效率(CE)和最大净光合速率(pmax);(2)生长季节初期,互花米草午间时段的光合、气孔导度和蒸腾速率均高于芦苇,各指标与光、温的变化基本一致;(3)互花米草的净光合速率曲线呈“单峰”型,测定指标在强光合辐射、高温条件下迅速上升,芦苇则表现出明显的“午休”现象;(4)在生长季节初期(5月份)和活跃期(9月份),互花米草的净光合速率显著高于芦苇,而在生长季节后期(11月份)则低于芦苇。该项研究有利于解释互花米草生长迅速,生产力高,竞争性强的生理生态学特性。     

Fe、Cu、Mn、Zn在互花米草(spartina alterniflora)初级生产中的动态研究

1989年3—10月对江苏滨海废黄河口互花米草初级生产的测定为总生物量(干重)净增3154.8gm~(-2)·a~(-1)。对盐沼中Fe、Cu、Mn、Zn的动态研究表明,Fe、Mn的年变化与互花米草的生物量变化较趋一致,7—8月份Fe、Mn的供应不足也许是米草生长的限制因子;9月的Zn峰可能与生殖生长有关;至于7月的Cu峰是否与强化呼吸有关,还值得探讨。对高生产力的互花米草盐沼资源应予以重视,本文提出了有关开发利用的构想。     

互花米草(Spartina alterniflora)草场土壤微生物生态分布及某些酶活性的研究

种植互花米草的盐沼土中,细菌、放线菌和真菌的数量比对照盐沼土中多。就不同深度来说,15—30厘米土层中,细菌数最多。细菌总数的增减趋势是:夏秋两季最多,冬春两季较少。在各生理类群中,氨化细菌占优势;固氮细菌、硝化细菌次之;反硝化细菌和硫酸盆还原细菌最少。内源呼吸作用强度、添加葡萄糖后的呼吸作用强度、氧化丙酮酸的能力和氧化多酚化合物的能力皆显示出同样的趋势,即三年生草场土壤中生物活性最强,光滩土壤中生物活性最弱。在光滩土壤中,脲酶和过氧化氢酶活性很低,而种植互花米草的土壤中这两种酶活性较强,但与种植年限和季节变化无显著相关性。     

ANATOMICAL AND METABOLIC RESPONSES TO WATERLOGGING AND SALINITY IN SPARTINA ALTERNIFLORA AND S. PATENS (POACEAE)

The effects of waterlogging and salinity (25 or 325 mol m ³ NaCl) stressors on the anatomy and metabolism of the marsh grasses 5. alterniflora Loisel. and S. patens Aiton (Muhl.) were investigated in a V factorial greenhouse experiment over 30 d. Waterlogging and salinity in combination resulted in anatomical and metabolic responses in both species. Waterlogging reduced soil redox potential and decreased root-specific gravity significantly in both species. The inadequacy of aerenchyma development under hypoxia to support aerobic root respiration in S. patens was indicated by significant increases in root alcohol dehydrogenase (ADH) activity of 1,752% and 420%, respectively, in the low and high salinity treatments. ADH activity was not increased significantly by flooding of S. alterniflora. Proline concentrations in roots and leaves were low at low salinities and increased significantly at high salinities in both species, but only under drained conditions. Decrease in leaf elongation by high salinity occurred in drained, but not flooded treatments in both species. Under flooded conditions, leaf elongation was significantly greater in S. alterniflora than S. patens. Greatest leaf elongation occurred in flooded low salinity S. alterniflora plants that had the least proline. Although both species are adapted to waterlogging and salinity, S. alterniflora appears to be more tolerant of reducing soil conditions and less responsive to higher salinity than S. patens.     

互花米草生物量年动态及其与滩涂生境的关系

本文研究了不同滩涂生境对互花米草(Spartina alterniflora)群落特征及生物量的影响。其结果是：建立在小潮高潮线附近滩面的互花米草群落,其密度、高度、地上和地下生物量(本文生物量均为现存生物量),均比建立在偏低、偏高位置滩面的群落为高。在淡水、肥水来源丰富的河口潮滩上建立的互花米草群落,其群落特征更突出,生物量比建立在土壤肥力低、含盐量高的非河口潮滩上群落高。潮滩上的互花米草群落地下生物量随龄级的增加而增长,但地上生物量和总生物量以三年龄群落为最高,四年龄群落却比三年龄群落低。     

氮水平和竞争对互花米草与芦苇叶特征的影响

 互花米草 (Spartina alterniflora) 和芦苇 (Phragmites australis) 是滨海盐沼湿地的多年生草本植物,从世界范围来看,它们二者具有区域性的相互入侵特征,因此研究生境条件对两物种互侵机制的影响是一个十分有意义的生态学命题。该文运用随机区组实验设计方法,模拟海滩环境、构建人工种群、控制可变因子,研究了外来种互花米草与本地种芦苇分别单种和混种时,叶特征对不同氮水平、不同植株密度的响应。结果表明：随着氮水平的升高,互花米草和芦苇的叶面积无论是在单种还是混种情况下都显著增加 (p<0.05),但混种条件下芦苇的叶面积在高氮水平下增幅减少,这与高氮状况下互花米草与芦苇的竞争加剧有关;氮水平对单种中两种植物的叶数影响最显著 (p<0.01),对混种中互花米草的叶数和芦苇的叶宽影响最大 (p<0.05)。植株密度增加导致种内和种间竞争加剧,无论在单种还是混种处理下,都造成两种植物叶面积的显著减少 (p<0.05)。单种处理中, 两物种的叶数受密度的响应最显著 (p<0.05);而混种处理中芦苇对互花米草的竞争显著减小了互花米草的叶宽和叶数(p<0.05),互花米草对芦苇的竞争则显著减小了芦苇 的叶长、叶宽和叶数 (p<0.05)。两种植物的竞争结果受到氮营养的调控,低、高氮水平下互花米草的种间竞争能力大于芦苇,中氮水平下则是芦苇的种间竞争能力大于互花米草。高氮水平下互花米草通过叶面积的快速增加抑制了芦苇的叶生长,使其叶面积减少,从而在竞争中占据优势,这可能是互花米草入侵我国海滩芦苇种群的机制之一。     

淡咸水轮换浇灌抑制互花米草的克隆生长和繁殖

作为典型的盐沼植物,入侵种互花米草(Spartina alterniflora)具有较强的耐盐性,能否以淡水或淡咸水的轮换浇灌扰乱其耐盐机制,降低其生态入侵性,进而寻求其控制对策是一个重要命题。为此,对互花米草进行了6种浇灌处理:单一的淡水(D)或咸水(X)浇灌;1次浇灌转换,即先淡水后咸水(DX)或先咸水后淡水(XD);2次浇灌转换,即由淡水开始转而咸水,再转而淡水(DXD),或由咸水开始转而淡水,再转而咸水(XDX)。结果显示,D处理的总生物量最高,与其它各处理均差异显著(p<0.05),且是X处理的1.67倍;DXD和XDX处理的总生物量最低,与D和X处理的差异显著(p<0.05),两者均约为D处理的50%。浇灌处理对根冠比、茎重比、叶重比和根茎重比的影响不明显,对根重比有较大影响,X处理的根重比最高,与D处理的差异显著(p<0.05),但与DX、XD、DXD和XDX处理之间的差异不显著。D处理的克隆生长新生总株数(Propagule)最多,与其它处理均差异显著(p<0.05),且是X处理的1.34倍;DXD和XDX处理的新生总株数最少,与D和X处理的差异显著(p<0.05),仅为D处理的55%。浇灌处理对分蘖的影响明显,DX和DXD处理的分蘖数分别是D处理的62%和50%;XD和XDX处理的分蘖数分别是X处理的50%和47%。就开花株数而言,X处理显著高于其它处理(p<0.05);DXD和XDX处理的开花株数为0。因此,持续的淡水浇灌可能会促进互花米草的生物量积累,并且采取快速的克隆生长为主的繁殖策略;而在淡水和咸水交替的生境下,互花米草的生物量积累、无性和有性繁殖能力都会受到抑制。     

THE EFFECT OF AERATION ON THE GROWTH OF SPARTINA ALTERNIFLORA LOISEL.

A greenhouse experiment was designed to investigate the correlations between waterlogging and aeration, and associated changes in pH, redox potentials and sulfide concentrations, on the growth of Spartina alterniflora Loisel. Elemental concentrations of the aerial and root material were determined and used for correlations with growth response. Redox potentials adjusted to pH 7 (Eh 7) ranged from −184 mv to 5 mv and were highly correlated (r) with aerial and root dry weight biomass (.97 and .97, respectively) and plant height (1.0). The range of soil pH at the conclusion of the study was 6.07 to 6.74 and was negatively correlated with aerial and root dry weight biomass. Sulfide concentrations ranged from 10–² to 10–⁷ m and vorrelations with aerial and root dry weights and height were −.85, −.85 and −.87, respectively. High negative correlations were found between sodium and sulfur concentrations and S. alterniflora growth. Positive correlations between potassium, phosphorus, manganese, zinc, copper, iron and growth response were also observed. Correlations of elemental concentrations of the plants with redox potentials and/or pH suggest that these two physical variables may be responsible in part for the regulation of 5. alterniflora growth in nature by regulating availability of nutritional elements.     

上海九段沙互花米草种群动态遥感研究

该研究应用遥感技术(RS),结合地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)和野外实地调查,对长江口新生沙洲九段沙互花米草(Spartina alterniflora)引种7年来的种群扩散过程进行了调查分析。通过不同时相遥感卫星影像的解译,结合现场调查,分析了外来种互花米草种群自1997年引种后7年期间的种群扩散动态过程。至2004年,互花米草群落已从种植的100 hm²扩展到1 014 hm²。互花米草种群扩散过程可分为3个阶段:1997年的成活定居期;1998至2000年的滞缓期;2000年以后的快速扩散期。互花米草种群的增长速度远高于土著种芦苇(Phragmites australis),显示了互花米草极强的扩散能力、竞争优势和更广的生态幅。研究结果表明,3S技术可应用于植被分类、群落动态和生物入侵动态监测。3S技术具有宏观、快速、动态和综合的优势,可为外来植物的定量调查、分布格局和扩散动态研究提供有效的手段,为滩涂资源生物多样性保护和可持续开发利用提供科学依据。