羊草(Leymuschinensis)草原是中国草地资源中珍贵的自然财富,其生产力受到多种全球变化因素的制约.其中,少花蒺藜草(Cenchrus spinifex)入侵(以下简称为"入侵")与干旱对东北松嫩草原区羊草群落影响尤为显著,但相关机制仍较少被关注.该研究通过微宇宙控制实验,采用两因素完全交互设计,探究入侵与干旱对羊草群落生产力影响的作用机制.因素一是入侵处理(入侵vs对照),因素二为水分处理(干旱vs正常水分),每个处理设置10次重复,实验共计40盆.结果表明:入侵与干旱会显著降低羊草群落与优势物种羊草的地上生物量.干旱处理下土壤有效氮含量与土壤节肢动物的丰富度显著下降,而土壤细菌与球囊霉科(Glomeraceae)丛枝菌根真菌(AMF)丰度显著增加.入侵对土壤真菌有效物种数的影响受到干旱的调节,表现为在正常水分条件下入侵不影响土壤真菌的有效物种数,但在干旱条件下入侵显著增加土壤真菌的有效物种数.结构方程模型结果表明,入侵与干旱均直接抑制羊草群落生产力.干旱通过增加土壤真菌优势菌群的丰度进而间接缓解对本地群落生产力的负面影响.此外,两者协同作用通过增加土壤真菌群落多样性抑制群落生产力.该研究为将来更好地维护草地生产力,保护优质牧草提供理论依据.

少花蒺藜草(Cenchrus pauciflorus Benth.)是科尔沁沙地入侵最为严重的杂草之一.以少花蒺藜草的异型性种子为对象,通过分析其生物学特征、萌发特性以及人工去除对P型种子萌发的影响,探究少花蒺藜草在科尔沁沙地的种子异型性和种群维持策略.结果 表明,少花蒺藜草一个刺苞内有两粒或以上种子(以两个种子为多);同一刺苞内相对较大、外形似芒果的种子(M型种子)大干另一个相对较小、外形似李子的种子(P型种子),两异型种子在长、宽、高及百粒重上存在较大差异,P型种子各特征的变异系数均略高于M型种子;自然生境下,一个刺苞内萌发一粒种子(M型)的概率可达到93％,萌发2粒种子(M型、P型)的概率仅为7％,萌发3粒种子的概率为0;室内实验显示,同一刺苞内萌发一粒种子的概率为69.3％,萌发2粒种子的概率为22.2％,萌发3粒种子的概率为8.5％;野外早期去除少花蒺藜草植株地上部分对当年种群数量的影响不大,晚期去除会导致少花蒺藜草种群数量减少;室内去除刺苞内已萌发的M型种子的胚根和胚芽后,P型种子的萌发率仅为20.15％,P型种子可能对少花蒺藜草种群的维持起独特的作用,并受环境条件制约且有一定的阈值.

少花蒺藜草(Cenchrus pauciflorus)分布于辽宁省西北部、内蒙古自治区东部和吉林省南部三省交汇区,是恶性外来入侵物种之一,具有高抗逆性、高繁殖力、传播途径多样和高侵染力等特点,对草地产量、质量和生物多样性、畜牧业生产和人民生产生活造成严重影响,然而尚缺乏有效的防治手段.本文综述了少花蒺藜草生物学特性、生态学特性、传播途径、危害性和现有防除措施的最新研究进展,分析了现有防除措施存在的问题,提出了少花蒺藜草综合防除策略,并展望了未来理论研究与技术研发方向,旨在为我国北方少花蒺藜草防除提供科学依据.

[目的]入侵植物少花蒺藜草在磷元素受限的贫瘠沙质土壤中能够快速生长和种群扩张,形成单一优势群落.本文解析了少花蒺藜草在磷胁迫条件下对磷素的高效利用机制,以期为揭示其入侵机理提供理论依据.[方法]设置少花蒺藜草、冰草、狗尾草和空白对照4个处理,通过高通量测序技术,从土壤解磷微生物的角度分析各处理间土壤中解磷细菌的组成差异.[结果]少花蒺藜草入侵显著提高了土壤磷酸酶的活性和土壤解磷菌的群落多样性.PCA与UPGMA聚类结果表明,少花蒺藜草与狗尾草根际磷细菌物种组成相似性最大.LEfSe多级物种差异判别分析结果表明,少花蒺藜草根际显著富集且与其他处理有显著性差异的解磷菌类群为α-变形菌、链霉菌,其在少花蒺藜草对磷的吸收中可能起较为重要的作用.变形菌门、浮霉菌门和放线菌门与少花蒺藜草根际土壤中的全磷含量呈显著正相关,放线菌门与少花蒺藜草根际土速效磷含量有紧密联系.[结论]少花蒺藜草通过改变入侵地根际土壤的解磷菌群落结构间接影响根际土壤的磷素环境,从而利于自身生长.

少花蒺藜草(Cenchrus spinifex)是我国的入侵种植物之一,严重影响我国的畜牧养殖业和生态环境.为了预测未来气候变化情景下,少花蒺藜草的适生分布区变化,该研究基于MaxEnt模型,利用103个少花蒺藜草的地理分布数据和19个气候环境因子,分析预测在RCP 4.5、RCP 8.5两种未来气候变化情景下,2050s和2070s时段在我国范围内少花蒺藜草的适生分布区.结果表明:(1)少花蒺藜草的当前适生分布区占研究区域面积的4.00％,主要分布于内蒙古自治区、吉林省、辽宁省三省(区)接壤的东北地区.(2)未来少花蒺藜草的适生分布区面积有所增加,其中中等适生区所占面积扩张程度最大,达到38.26％.(3)年平均气温、温度季节性变化标准差、最湿季降水量是影响少花蒺藜草分布的主要气候因子.(4)未来少花蒺藜草的分布质心总体向西移动.综上认为,目前在中国范围内,少花蒺藜草的已入侵区域还远小于潜在可入侵区域,未来还可能向我国干旱半干旱区进一步扩散,为防止少花蒺藜草在我国北方地区大面积扩散带来的危害,未来需要重点关注对其的预防措施和入侵态势.该研究结果为我国防治入侵种植物提供重要的理论依据和防治手段.