外来入侵植物的危害程度在湖南省靖州县正日益加深.本研究通过为期一年的野外调查,结合相关文献资料,对靖州县外来入侵植物的物种组成、原产地、区系、危害程度与分布格局进行了研究.结果表明:靖州县共有外来入侵植物16科27属34种,其物种主要以菊科和苋科为主,分别为8种(23.5％)和6种(17.7％);外来入侵植物的原产地以南美洲(45.7％)和北美洲(30.4％)为主.外来入侵植物的热带科属区系成分显著高于温带科属区系成分,表现出强烈的热带区系性质.根据危害等级将外来入侵植物划分为恶意入侵类(1级)4种(喜旱莲子草、一年蓬、小蓬草和北美苍耳)、严重入侵类(2级)5种,局部入侵类(3级)8种、一般入侵类(4级)15种、有待观察类(5级)2种.靖州县外来入侵植物主要分布在各级交通道路两侧、人类居住地和部分水流区域,入侵危害程度较重的区域主要集中在靖州县中部.

全球变化不仅会造成环境中资源的稳态变化,还会引起资源的波动性变化.资源变化影响外来植物的成功入侵,但是资源的波动性变化对入侵植物地上、地下生物量分配模式的影响仍不清楚.本研究以入侵植物小蓬草(Erigeron canadensis L.)为研究对象,设置了4种不同的营养添加方式(恒定低、恒定高、多个小脉冲和单个大脉冲)探究外来入侵植物如何响应环境中资源的波动性变化.结果显示:(1)相比于低营养条件,高营养条件显著提高小蓬草的地上、地下生物量、叶绿素含量以及比叶面积,但是根冠比却表现出显著的下降趋势;(2)在所有的高营养处理中,营养脉冲也会影响小蓬草的生物量、根冠比和比叶面积;(3)单个大脉冲会显著抑制小蓬草的地上生物量,促进地下生物量;(4)多个小脉冲对小蓬草的总生物量有一定的促进作用,并显著增加了比叶面积.研究结果说明,环境中资源波动的变化形式会改变入侵植物的地上-地下生长策略从而影响其生长特征,但是资源的波动性变化并没有显著促进外来入侵植物的生长.

为揭示入侵杂草与草本花卉之间的竞争关系,以入侵植物小蓬草为供体材料,常用的花卉波斯菊、观赏油菜为受体材料,研究了小蓬草根、叶水浸提液对受体植物种子萌发、幼苗生长、抗氧化酶活性(SOD、POD和CAT)以及丙二醛(MDA)含量的化感效应差异.结果表明,(1)小蓬草浸提液对受体植物的种子萌发均具有显著化感效应,基本表现为"低促高抑"的趋势,且波斯菊、观赏油菜的种子萌发率在根、叶浸提液浓度为25 g/L时最高,在浸提液浓度为100 g/L时最低.(2)小蓬草浸提液对受体植物幼苗上下胚轴生长具有"低促高抑"的浓度效应,且浓度越大抑制作用越显著.(3)在小蓬草根、叶浸提液处理下,观赏油菜的SOD和POD活性大多显著高于对照,波斯菊SOD和POD活性则大多显著低于对照;波斯菊、观赏油菜CAT活性整体呈先缓慢升高后降低的趋势.(4)波斯菊幼苗MDA含量随小蓬草根、叶浸提液浓度的增加均呈现逐渐升高的趋势,并大多高于对照水平,而观赏油菜幼苗MDA含量随着根浸提液浓度增加而逐渐升高,却随着叶浸提液浓度的增加而降低,但大多显著低于对照水平.研究发现,小蓬草浸提液对2种花卉种子萌发和幼苗生长均表现出"低促高抑"化感作用,且综合效应强弱表现为观赏油菜大于波斯菊,根浸提液处理大于叶浸提液.

在实地调查数据的基础上,本研究结合GIS空间分析技术和地理探测器模型,分析福建省入侵植物空间分布情况,以及地理与社会环境因子及其交互作用对入侵植物分布的影响.结果表明:福建省共记录入侵植物82种,其中,优势科为菊科,小蓬草、藿香蓟和空心莲子草出现频次最高.沿海区域的入侵植物物种数量多于内陆区域,福州和厦门为福建省外来入侵植物的两大热点地区.入侵植物在不同海拔均有分布,但入侵植物的种类随着海拔的升高总体呈下降趋势.地理探测器分析显示,自然环境因子中降水和社会经济因子中路网密度、人口密度是入侵植物空间分布的主要影响因子.各因子的空间交互作用会正向影响入侵植物的空间分布,这反映出入侵植物空间分布影响要素的复杂性.综上,将地理探测器应用到入侵植物研究领域是可行的,筛选出的环境指示因子可用于监测福建省入侵植物的适生区,从而为采取有效的防控措施提供科学依据.

为研究水淹胁迫对三峡库区消落带重要物种小蓬草(Conyza canadensis)的生理生化特性及解剖结构的影响,以消落带区小蓬草为试验材料,设置全淹组(SG)和半淹组(SsG)处理,测定与小蓬草在淹水过程中随着时间增长的生理指标与根系解剖变化.结果表明:水淹30 d,淹水组小蓬草相对叶面积和平均茎高与对照相比都显著降低,而根系主根长和侧根数量都显著高于对照组.SsG丙二醛(MDA)、脯氨酸、超氧化物歧化酶(SOD)活性及根系活力都升高,与对照组达到了显著差异,SG组的以上指标及可溶性还原糖都与对照组达到了显著差异,并且叶绿素、MDA和根系活力与SsG之间也达到了显著差异,解剖结构中,两种淹水处理的根系周皮细胞的气腔面积增加,木质部出现溶生型气腔;水淹50 d,SsG叶片边缘坏死,心部小叶存活,SG地上部分基本腐烂,两种淹水处理根系韧皮部出现坏死,木质部残存,解剖结构表明此时根系外围组织瓦解,生理指标测定表明,与对照相比,SsG的叶绿素极显著降低,可溶性糖、MDA、脯氨酸及SOD都显著增加,SsG和SG根系活力较对照都显著降低.小蓬草在淹水过程中根系的存活时间超过叶片,根系在通气组织结构上启动响应机制,表明小蓬草在水淹胁迫中主要通过减少地上部分的生长量,增加地下根系的生长与结构的调节来适应水淹具有短期耐淹能力,这为库区消落带入侵物种的适应性及生态植被恢复提供参考数据.

采用分层随机抽样法调查了重庆市主城建成区道路、居住区、单位、公园四类主要绿地共132个,从植物科属、来源、生活型、区系、优势种、多样性、入侵种七个方面分析了绿地植物种类构成,并采用双向指示种分类(TWINSPAN)分析植物群落.结果表明:(1)本次调查共记录维管束植物135科376属550种,生活型以草本植物为主,物种多样性指数以居住区绿地最高而公园绿地最低;(2)外来植物占42％,其中81％是引种的观赏植物,外来植物区系以热带成分为主;(3)乔灌植物优势种均为栽培植物,草本80％优势种和90％主要群丛指示种为自生植物,自生草本植物利用潜力巨大.(4)26种入侵植物中80％是草本植物,且在四类绿地中分布均匀,红花酢浆草(Oxalis corymbosa)、垂序商陆(Phytolacca americana)、喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)、小蓬草(Conyza canadensis)四种危害较大的入侵植物已成为绿地主要群丛的指示种;(5)TWINSPAN分类得到乔灌和草本植物主要群丛类型及其物种多样性.研究结果为城市绿地植物种类选择提供参考.

外来物种入侵过程不仅受入侵地生境的影响,也受到周边景观基质的影响.厘清景观基质对外来入侵物种的影响,对于外来物种的入侵管控具有重要意义.本研究针对长江三峡库区消落带植物群落开展调查,评估三峡库区消落带外来植物入侵现状;在岸线以上(含消落带)2000 m范围内划分出10个景观格局尺度,采用14个指标分析景观基质组成结构;通过主成分分析和相关分析,探究景观基质组成结构对外来植物入侵的影响以及空间尺度效应.结果 表明:三峡库区消落带外来入侵植物共17科36属42种,其分布呈现出以涪陵为界的特征,涪陵至三峡大坝的外来入侵物种多于涪陵至江津段.整体上(2000 m尺度内),景观基质破碎化程度越高,外来植物入侵难度越大;景观连通性越高,外来植物越容易入侵.大尺度上(1200～2000 m)的景观组成结构对入侵植物多样性的影响明显大于小尺度(200～1000 m),其中,1200～1400 m尺度的影响最强,呈明显的空间尺度效应.不同入侵植物受景观基质组成结构的影响也表现出尺度效应.其中,苍耳和大狼把草与景观组成结构指标在各个尺度下均表现出弱相关性,而狼把草及小蓬草与景观基质组成结构表现出强相关性.景观基质组成结构与外来植物入侵密切关联,且具明显尺度效应.外来植物入侵可追溯到大尺度的景观基质,以小尺度内草地、森林等斑块类型为"脚踏石"过渡,最终达到消落带.针对消落带外来植物的管控,应该在强化消落带生境管理的基础上,加强景观基质不同尺度上的土地利用管理和优化,形成多元化的综合管控模式.

近年来城市发展迅速,生境破碎化加剧,生物入侵的风险大大增加.外来入侵植物已入侵城市绿地生态系统,部分已成为城市公园生境中的优势种,占据本地植物生存空间、威胁本地植物生物多样性.为研究北京市公园外来入侵植物分布格局,以北京市4个不同功能区(核心区、拓展区、近郊区和远郊区)为研究区域进行外来入侵植物调查,基于19个典型公园的255个样方调查数据,对比不同功能区公园外来入侵植物组成和分布格局.调查共记录外来入侵植物40种,隶属于12科29属,其中菊科为优势科、一年生草本居多,牛膝菊(Galinsoga parviflora)和小蓬草(Erigeron canadensis)的频次和生态位宽度较大,分布较广泛,大狼杷草(Bidens frondose)和凹头苋(Amaranthus blitum)的优势度最大,资源竞争能力较强.外来入侵植物在拓展区公园的丰富度最高,核心区最低,对四个功能区的对比分析结果表明:(1)拓展区公园的外来入侵植物Shannon-Wiener多样性指数、丰富度和Pielou均匀度指数均显著高于核心区和远郊区,外来入侵植物Simpson指数则呈现出远郊区显著高于拓展区和近郊区的特征(P＜0.05),本地植物则正好相反;(2)拓展区公园的外来入侵植物入侵强度系数(Invasion intensity index,Ⅲ)最高,且显著高于核心区(P=0.008),其他功能区之间无显著差异;(3)核心区公园与其他三个区群落组成不同,其余三个功能区均较为相似.研究表明北京市公园外来入侵植物的丰富度除核心区以外整体上与城市化梯度呈正相关,核心区公园植物群落抵御外来入侵植物的能力较弱,拓展区公园植物群落中外来入侵植物丰富度高、分布均匀并处于优势地位,需及时治理.

[目的]探究三峡水库消落带外来植物的物种组成及分布特征,为库区外来植物管理防控、生物多样性保护和生态安全管理提供理论支持和数据参考.[方法]通过对库区消落带外来植物的实地调查,结合文献资料,研究外来植物的物种组成、原产地、引入途径、生活型及消落带外来植物的分布现状.[结果]三峡水库消落带存在66种外来植物,隶属于22个科50属,其中菊科、豆科、茄科和苋科是三峡水库消落带外来植物的优势科,共有40种,占总种数约60.6％,菊科的数目最多,达到21种;外来植物中来源于美洲的物种最多,达到66.7％;生活型以一年生草本植物居多;花果期多集中于5—10月份;外来植物中分布最为广泛的物种是大狼杷草、喜旱莲子草、鬼针草、钻叶紫菀、小蓬草和土荆芥;三峡水库内库首和库中区域消落带分布的外来植物较多.[结论]三峡水库消落带外来植物种类较多,分布广泛,在常年回水区外来植物入侵态势较为严重,入侵植物防控的形势不容乐观.建议结合消落带管理方法和消落带植物群落特征建立外来植物防治机制,积极采取相关措施,加强消落带外来植物扩散机制及其对本地生态系统影响的研究.

黄河干流流量季节性变化和小浪底"调水调沙"形成了黄河河南段特殊的游荡型滩涂生态系统,为揭示游荡型黄河滩涂(嫩滩、二滩、高滩和大堤)群落组成和种间关系及群落稳定性规律,于2015年9月至2018年11月,采用典型样方法在郑州黄河湿地自然保护区游荡型黄河滩涂开展群落学调查,利用149个草本层样方分析群落物种组成、多样性、种间联结性和群落稳定性.结果表明:(1)研究区植物共有90科289属445种,其中被子植物87科286属440种,裸子植物2科2属3种;蕨类植物仅见1属2种.(2)不同滩涂生境优势种具有显著差异,且总体狗牙根(Cynodon dactylon)、芦苇(Phragmites australis)和小蓬草(Erigeron canadensis)为优势种,国家二级保护植物野大豆(Glycine soja)呈斑块聚集分布,且为嫩滩和二滩亚优势种.(3)大堤物种多样性各指标取值最大,嫩滩次之,二滩和高滩较小.(4)χ2检验、Jaccard指数、Pearson相关检验和Spearman秩相关检验表明,优势种种对种间联结性不强,各物种间相对独立.(5)二滩总体联结性呈现不显著负关联,其他3种类型均为显著负关联,M.Godron稳定性分析说明群落总体均处于不稳定演替阶段.因此,游荡型黄河滩涂生态系统总体不稳定,河道的游荡多变导致滩涂植物更新频繁,这可为黄河流域生态保护和高质量发展国家战略提供重要基础数据和科学指导.