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草地贪夜蛾入侵机制概述

植物保护学报 2022年第5期49卷 1313-1328页

作者：刘博李志红郭韶堃中国农业大学植物保护学院植物生物安全系农业农村部植物检疫有害生物监测防控重点实验室北京100193

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda自入侵我国后,对我国玉米等重要农作物造成了重大经济损害,对我国的粮食安全造成了严重威胁。本文从草地贪夜蛾的生物学特征、种群形成及扩张、适应性进化等方面探讨该物种的入侵机制,并对我国草地贪夜... 详细信息

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda自入侵我国后,对我国玉米等重要农作物造成了重大经济损害,对我国的粮食安全造成了严重威胁。本文从草地贪夜蛾的生物学特征、种群形成及扩张、适应性进化等方面探讨该物种的入侵机制,并对我国草地贪夜蛾的研究和防控工作提出展望,以期为草地贪夜蛾的综合防控提供一定的参考依据。

关键词：草地贪夜蛾生物学特征种群扩张适应性进化入侵机制综合防控

广西恩城国家级自然保护区不同生境外来植物入侵扩散机制研究

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广西恩城国家级自然保护区不同生境外来植物入侵扩散机制研究

作者：郭朝丹兰州大学

学位级别：硕士

自然保护区外来植物入侵问题成为全球关注的热点问题,但以往研究较少关注保护区内不同生境的入侵差异,以及外来植物沿着道路边缘向不同生境扩散差异。本研究以广西恩城国家级自然保护区的撂荒地、桉树人工林和天然次生林生境为研究对象... 详细信息

自然保护区外来植物入侵问题成为全球关注的热点问题,但以往研究较少关注保护区内不同生境的入侵差异,以及外来植物沿着道路边缘向不同生境扩散差异。本研究以广西恩城国家级自然保护区的撂荒地、桉树人工林和天然次生林生境为研究对象,结合野外植被调查和室内实验,研究不同生境群落的可入侵性差异及影响因素、不同生境外来入侵植物的扩散分布差异及影响因素、典型外来入侵植物鬼针草(Bidens pilosa)和飞机草(Chromolaena odorata)在不同生境的入侵特征差异,以期揭示不同生境中外来植物的入侵扩散机制差异,为恩城国家级自然保护区外来入侵植物防控管理和本土植物多样性的恢复提供理论依据及参考。主要研究结果如下:1.三种生境共记录外来入侵植物12种。三种生境中地上植被和土壤种子库中的外来入侵植物组成具有相似性,表明土壤种子库可能为外来植物进一步入侵提供种源。撂荒地生境可入侵性最高,次生林生境最低。本土植物丰富度、本土植物群落系统发育指数与撂荒地生境可入侵性显著负相关,外来入侵植物与本土植物间的系统发育距离与撂荒地生境可入侵性显著正相关,支持生物抗性假说和达尔文归化假说。次生林生境的可入侵性与本土植物丰富度呈显著正相关关系,支持生物容纳假说。因此,可以通过提高本土植物多样性或通过改变本土植物群落构成如种植与外来入侵植物亲缘关系较近的物种来实现外来入侵植物的防控管理。2.次生林生境中,样方中外来入侵植物的丰富度、密度和外来入侵植物物种数所占总物种比例均随着与道路距离的增加而显著下降,其他生境无显著变化趋势,表明道路两侧的不同生境或景观类型对于外来入侵植物扩散分布的影响不同,天然次生林生境对于外来植物的入侵具有一定抵抗作用。RDA分析结果表明海拔、土壤有效磷含量和p H分别对人工林、撂荒地和次生林生境的外来入侵植物扩散分布影响程度最高。因此,通过降低人工林种植的海拔范围和次生林生境的土壤p H或提高撂荒地生境的土壤有效磷含量将有助于减缓外来入侵植物的扩散。3.地上植被中的飞机草密度无生境差异,土壤种子库中为撂荒地最高,次生林最低。地上植被和土壤种子库的鬼针草均为人工林生境最多,撂荒地最少。地上植被中的飞机草和鬼针草密度均高于土壤种子库中的密度。三种生境中地上植被和土壤种子库中的飞机草和鬼针草在沿着垂直于道路边缘向生境内部的扩散上均无显著变化趋势。鬼针草的比叶面积、植株干重和光合指标在生境间无显著差异。飞机草比叶面积在次生林生境最小,在撂荒地生境的植株干重显著高于人工林和次生林,次生林和人工林生境间无显著差异;其在人工林生境的净光合速率显著高于撂荒地,其在撂荒地生境的胞间CO显著高于人工林生境;且人工林缘的飞机草净光合速率显著高于林下。鬼针草和飞机草的功能性状在不同生境的差异体现出成功的入侵者通常具有较高的表型可塑性,入侵植物通过形态或生理的可塑性能够在不同环境中保持更高的适应性。

关键词：自然保护区生境外来入侵植物扩散入侵机制

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水盾草入侵机制及防治对策

生物安全学报 2020年第3期29卷 176-180,190页

作者：丁瑜欣吴娟成水平同济大学环境科学与工程学院长江水环境教育部重点实验室上海200092 上海生态景观水环境工程技术研究中心上海200031

生物入侵是当今世界难题之一,成为维护生物安全和生态安全的共同挑战。水盾草作为一种流行的观赏水草,原分布于美洲中部,伴随人类商业、运输等活动迁移到世界各地,现已成功入侵了亚洲、欧洲和大洋洲等地区,也在我国长三角地区广泛分布... 详细信息

生物入侵是当今世界难题之一,成为维护生物安全和生态安全的共同挑战。水盾草作为一种流行的观赏水草,原分布于美洲中部,伴随人类商业、运输等活动迁移到世界各地,现已成功入侵了亚洲、欧洲和大洋洲等地区,也在我国长三角地区广泛分布。本文介绍了水盾草的生态习性、危害、入侵成因、防治与管理等方面,从生物学特征和生境分析其入侵机制。由于很强的繁殖扩散能力和对新环境的适应能力等特性,水盾草一旦定居,即迅速生长,争夺本地物种的生存空间和资源,对入侵区域的环境、生物、经济产生负面影响。适宜的气候条件、空生态位资源是水盾草入侵的外部环境因素。目前,多种物理、化学和生物控制方法用于管理水盾草,但治理效果不一,需要综合使用多种手段,重复干预以达到管控的目的。为防止水盾草在我国大面积泛滥,亟需开展基础研究,科学预测;针对可能入侵水域,研究提出早期发现和快速响应的综合管理措施,科学治理和管理水盾草。

关键词：生物入侵水盾草入侵机制防治对策

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福寿螺入侵机制的研究进展

生态学杂志 2014年第3期33卷 806-815页

作者：郭靖章家恩华南农业大学农学院生态学系广州510642 华南农业大学农业部热带农业环境重点开放实验室广州510642 广东省高等学校农业生态与农村环境重点实验室广州510642

福寿螺(Pomacea canaliculata)是被世界自然保护联盟列入全球100种恶性外来入侵物种中唯一的一种淡水螺,已在世界范围内造成了严重的农业与生态危害。福寿螺适应性广、抗逆性强、繁殖率高、遗传多样性丰富等特点使其在新栖息地(尤其是... 详细信息

福寿螺(Pomacea canaliculata)是被世界自然保护联盟列入全球100种恶性外来入侵物种中唯一的一种淡水螺,已在世界范围内造成了严重的农业与生态危害。福寿螺适应性广、抗逆性强、繁殖率高、遗传多样性丰富等特点使其在新栖息地(尤其是脆弱生境)能够获得对土著种的竞争优势,并迅速建立扩大种群;福寿螺对天敌、寄生虫和病菌的防御为其生存和繁衍提供了保障;福寿螺的入侵降低了入侵地的生物多样性,并且形成恶性循环。本文从福寿螺的生态耐受性、种群遗传变异与繁殖增长、对入侵地其他生物的防御与竞争以及入侵地的生态脆弱性等4个方面对福寿螺的入侵机制进行了归纳和总结,并指出了未来在福寿螺入侵机制方面应着重研究的方向,旨在为福寿螺的预防控制提供基础资料及参考依据。

关键词：福寿螺生物入侵入侵机制综合防治

模拟干旱环境下外来植物南美蟛蜞菊入侵机制的研究

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模拟干旱环境下外来植物南美蟛蜞菊入侵机制的研究

作者：何伟杰江苏大学

学位级别：硕士

外来植物入侵是本土生物多样性最大的威胁之一。随着全球气候变化加剧,干旱现象频发,增加或改变了入侵植物对自然生态系统的负面影响。已有研究表明未来气候变化可能会直接导致入侵植物在入侵地的竞争力上升从而加剧入侵,但是这些入侵... 详细信息

外来植物入侵是本土生物多样性最大的威胁之一。随着全球气候变化加剧,干旱现象频发,增加或改变了入侵植物对自然生态系统的负面影响。已有研究表明未来气候变化可能会直接导致入侵植物在入侵地的竞争力上升从而加剧入侵,但是这些入侵植物究竟是如何改变其竞争力的?通过哪些代谢途径或什么调控机制都尚不清楚。因此,本研究拟通过研究比较外来植物南美蟛蜞菊和本地蟛蜞菊在模拟干旱环境及模拟干旱环境与赤霉素合成抑制剂多效唑（PAC）共同作用下的表型特征、生理生态响应及其内源激素的调控规律,探讨南美蟛蜞菊对模拟干旱环境的适应性,同时结合比较转录组数据深入揭示模拟干旱环境下外来植物南美蟛蜞菊入侵的内在机制。本论文主要研究结果如下:（1）两种植物对模拟干旱环境的生理生态响应结果表明:聚乙二醇（PEG）模拟干旱和自然干旱均会抑制南美蟛蜞菊和本地蟛蜞菊的生长,同时会影响它们的抗氧化系统（POD、CAT、脯氨酸、MDA）和内源激素的含量（ABA、IAA、GA）。与自然干旱相比,PEG模拟干旱对两种植物的生长如叶片数、株高、根部发育、叶绿素含量等抑制作用更显著。自然干旱（D-6）条件下南美蟛蜞菊的根长显著增加,而本地蟛蜞菊的根长则无显著性差异。无论是PEG模拟干旱还是自然干旱处理,与对照处理组相比,南美蟛蜞菊和本地蟛蜞菊叶片中CAT、脯氨酸、MDA含量均显著增加,POD含量变化不显著。与此同时,南美蟛蜞菊叶片和根的ABA含量在干旱环境下均显著增加,而本地蟛蜞菊ABA含量虽然有所增加但其根部和叶片对不同干旱模式的响应不同。两种处理模式下南美蟛蜞菊地下部分ABA/IAA、ABA/GA比值均显著减少,而本地蟛蜞菊地上部分ABA/IAA比值显著减少,说明在干旱环境下南美蟛蜞菊和本地蟛蜞菊内源激素的调控模式并不相同或相似。（2）通过比较聚乙二醇（PEG）模拟干旱处理下是否添加PAC对两种植物生长的影响发现:添加PAC会降低PEG模拟干旱处理对两种植物生长的负面影响,对南美蟛蜞菊的影响主要体现在叶片数、株高和叶绿素含量上,而对本地蟛蜞菊的影响则主要体现在株高、根长、叶绿素含量上;同时,与PEG模拟干旱相比,添加PAC后南美蟛蜞菊叶片中POD和CAT活性显著增加且脯氨酸及MDA的含量显著下降,本地蟛蜞菊叶片中CAT活性、脯氨酸及MDA含量显著下降,说明在干旱环境下添加PAC可能更有利于缓解南美蟛蜞菊的氧化损伤。与PEG模拟干旱相比添加PAC后还能显著增加南美蟛蜞菊和本地蟛蜞菊不同组织部位的ABA含量,此时南美蟛蜞菊叶片和茎段的IAA含量、根部的GA含量也显著增加,而本地蟛蜞菊仅根部的IAA含量增加。这说明虽然添加PAC能缓解PEG模拟干旱对两种植物生长的负面影响,但对两种植物的影响机制却不同,因而植物的表型响应也不尽相同。（3）采用RNA-seq测序技术分别获得了南美蟛蜞菊88071个和本地蟛蜞菊80220个Unigenes。基于Nr,Swiss-Prot,KEGG和KOG/COG四大数据库对两种植物的Unigenes进行注释表明南美蟛蜞菊与本地蟛蜞菊分别有20616、22478个Unigenes得到注释。其中,WTCK-vs-WT75中有6821个差异表达基因,WTCK-vs-WT75P中有8909个差异表达基因,WCCK-vs-WC75中有4134个差异表达基因,WCCK-vs-WC75P中有3797个差异表达基因,且这些上调基因主要集中在分子功能类别中与催化活性相关的基因中。在PEG模拟干旱与PAC共同作用时南美蟛蜞菊差异表达基因主要涉及参与苯丙烷代谢、抗坏血酸和醛酸代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢、叶酸生物合成等代谢通路,而本地蟛蜞菊差异表达基因则主要涉及甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢、碳源代谢、ABC转运等代谢通路。

关键词：模拟干旱环境南美蟛蜞菊本地蟛蜞菊抗氧化系统内源激素配比比较转录组分析入侵机制

基于化感与化学计量的2种典型外来植物入侵机制的研究

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基于化感与化学计量的2种典型外来植物入侵机制的研究

作者：史生晶西北师范大学

学位级别：硕士

外来植物的入侵机制是当今全球生态环境研究中的一个热门问题。鬼针草（Bidens pilosa）和南美蟛蜞菊（Wedelia trilobata）是华南亚热带2种非常典型的恶性入侵杂草,已造成严重的经济损失和生态危害。本研究以鬼针草和南美蟛蜞菊为主要... 详细信息

外来植物的入侵机制是当今全球生态环境研究中的一个热门问题。鬼针草（Bidens pilosa）和南美蟛蜞菊（Wedelia trilobata）是华南亚热带2种非常典型的恶性入侵杂草,已造成严重的经济损失和生态危害。本研究以鬼针草和南美蟛蜞菊为主要研究对象,从化感作用角度探查入侵植物间的生长竞争力;从植物体各器官（根、茎、叶）及根际土壤化学计量学角度探究外来植物在入侵生态过程中的能量分配趋势及营养策略;从土壤理化性质角度研究入侵地土壤环境的变化,以期揭示鬼针草和南美蟛蜞菊的竞争力和入侵性,为有效防控外来植物的入侵和维持生态系统的稳定提供理论依据。采用培养皿法研究鬼针草和南美蟛蜞菊根、茎、叶、花浸提液对受体植物种子萌发和幼苗生长的影响;采用重铬酸钾外部加热法、凯氏定氮法、钼锑抗比色法、碱解扩散法对鬼针草及其伴生种空心莲子草（Alternanthera philoxeroides）和南美蟛蜞菊及其伴生种白花藿香蓟（Ageratum conyzoides）根、茎、叶和根际土壤C、N、P进行测定;采用靛酚蓝比色法、3,5-二硝基水杨酸比色法、高锰酸钾滴定法等测定根际土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶、含水量和酸碱度。主要结果有:1.鬼针草不同器官浸提液通过抑制南美蟛蜞菊种子萌发和幼苗生长来提高自身入侵性和竞争力;南美蟛蜞菊花浸提液显著抑制鬼针草种子萌发,其不同器官浸提液在一定程度上能够促进鬼针草幼苗生长;二者对弱入侵植物鳢肠（Eclipta prostrata）种子萌发和幼苗生长均产生化感抑制作用,使其在群落中处于优势地位,进而快速定殖和蔓延。2.鬼针草和南美蟛蜞菊入侵地为低N和低P生境,该入侵地土壤有机质积累较高,对P元素的净矿化率较强;二者在生长过程中将N元素更多的分配至叶,鬼针草将C元素更多的分配至茎和叶,将P元素更多的分配至根和茎,各器官协调分配并充分利用营养资源而快速生长;与伴生种相比鬼针草根和茎P含量及南美蟛蜞菊茎和叶P含量较高,二者不同器官C:P和N:P较低,其中鬼针草叶C:P及南美蟛蜞菊叶N:P均高于根和茎,体现二者具有较高的生长速率。3.鬼针草和南美蟛蜞菊根C与茎C,根C:N与C:P均呈正相关,鬼针草茎C:N与N:P呈负相关,南美蟛蜞菊茎C:N与C:P呈正相关,二者能量的分配有利于根和茎的生长,符合适度权衡策略;鬼针草根N和P含量与土壤P含量呈正相关,其入侵增强了对土壤P元素的吸收和利用,进而快速生长和扩张;南美蟛蜞菊根和茎C含量与土壤AP含量呈负相关,根和茎对土壤养分的需求和获取策略存在差异性。4.鬼针草根际土壤脲酶、过氧化氢酶、纤维素酶活性以及南美蟛蜞菊根际土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶活性均随入侵程度的加重显著升高;南美蟛蜞菊土壤含水量表现为重度＞轻度,鬼针草土壤PH表现为轻度＞重度;鬼针草根际土壤过氧化氢酶和纤维素酶活性与土壤PH呈负相关,南美蟛蜞菊根际土壤纤维素酶活性与土壤P、AP含量及含水量呈正相关。二者通过提高土壤不同酶的活性,促进土壤养分循环,改变土壤环境,为自身创造有利的根际营养条件。

关键词：鬼针草南美蟛蜞菊入侵机制化感作用化学计量土壤理化性质

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喜旱莲子草入侵机制及防治策略研究进展

浙江农林大学学报 2015年第4期32卷 625-634页

作者：王颖李为花李丹张震安徽农业大学资源与环境学院安徽合肥230036

喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides是全球性恶性入侵杂草,近年来在中国已呈蔓延之势,对经济及生态环境造成严重破坏。整理了近年来对喜旱莲子草的相关研究,从其生物学特性和对环境的利用能力等方面对喜旱莲子草的入侵机制进行阐述... 详细信息

喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides是全球性恶性入侵杂草,近年来在中国已呈蔓延之势,对经济及生态环境造成严重破坏。整理了近年来对喜旱莲子草的相关研究,从其生物学特性和对环境的利用能力等方面对喜旱莲子草的入侵机制进行阐述,表明该植物的形态、繁殖以及表型可塑性和适应性等特征,有助于其成功入侵,并在入侵地形成单优势种群。还从物理、化学、生物、生态防治等4个方面对其防治策略进行分析,针对其入侵机制与防治研究中存在的问题提出了相应建议:加强采用土壤动物和土壤微生物的方法开展该入侵植物的生物防治研究,同时开展替代控制的生态控制策略探索实践。

关键词：植物生态学入侵机制生物防治替代控制防治策略综述

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外来植物豚草入侵机制

草业科学 2015年第1期32卷 54-63页

作者：邓贞贞白加德赵彩云李俊生中国人民大学环境学院北京100872 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 北京麋鹿生态实验中心北京100076

豚草(Ambrosia artemisiifolia)是世界公认的恶性入侵杂草,其花粉是影响人类健康的高致敏原,豚草入侵到农业生态系统和自然生态系统中威胁当地的农业生产和生物多样性。本文综述了国内外学者的研究,发现豚草的成功入侵与其自身入侵性、... 详细信息

豚草(Ambrosia artemisiifolia)是世界公认的恶性入侵杂草,其花粉是影响人类健康的高致敏原,豚草入侵到农业生态系统和自然生态系统中威胁当地的农业生产和生物多样性。本文综述了国内外学者的研究,发现豚草的成功入侵与其自身入侵性、生境可入侵性和人类干扰密切相关:1)豚草的入侵性在于其具有的高繁殖体压力、高水肥利用效率、化感作用、表型可塑性和遗传多样性;2)生境的可入侵性是由于具有适宜豚草生长的气候条件和可利用资源,生物多样性较低,且缺乏天敌和高竞争力的土著植物;3)国际贸易、耕作等人类活动及全球变化对豚草的入侵性和生境的可入侵性具有促进作用。建议今后应加强豚草可控试验,以探究豚草入侵的地下过程,研究豚草的成功入侵与其生物学特征、表型可塑性、遗传多样性和本地植物多样性之间的关系。

关键词：豚草可入侵性入侵机制入侵性繁殖体压力

外来植物三叶鬼针草的入侵机制及其防治与利用

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草业科学 2019年第1期36卷 47-60页

作者：尚春琼朱珣之江苏科技大学生物技术学院江苏镇江212018 江苏省中国科学院植物研究所江苏南京210014

三叶鬼针草(Bidens pilosa)是一种菊科入侵植物,严重危害农林业和畜牧业生产。综合近年来国内外的研究成果,从生物学特性、植物与土壤微生物的协同作用、入侵的生态效应、生物防治、植物修复作用和药用价值等多个方面分析其入侵扩张机... 详细信息

三叶鬼针草(Bidens pilosa)是一种菊科入侵植物,严重危害农林业和畜牧业生产。综合近年来国内外的研究成果,从生物学特性、植物与土壤微生物的协同作用、入侵的生态效应、生物防治、植物修复作用和药用价值等多个方面分析其入侵扩张机制、防治策略和应用前景。主要研究进展:1)三叶鬼针草强大的繁殖力、散布力,以及对环境因子变化表现出的较大表型可塑性是其入侵后迅速扩张的主要原因。2)其水浸提液、叶片挥发物和根系分泌物能抑制其他植物种子的萌发,引起植株细胞破裂、结构变异。3)三叶鬼针草通过改变根际土壤微生物结构、土壤氮、磷含量以及土壤酶活性,创造有利于自身生长的土壤微环境,形成一个自我促进的入侵机制。其中,丛枝菌根真菌还能改善三叶鬼针草的气孔导度和根系分枝状况,提高抗旱性。4)寄生植物和藤蔓植物可控制三叶鬼针草的蔓延,喷施甲磺隆、草甘膦等农药可对其进行灭生性防除。利用其他植物的化感物质开发植物源生物除草剂将来有望应用于三叶鬼针草的防除。5)三叶鬼针草在药物开发和修复镉、铅重金属污染土壤方面有很大的挖掘潜力。

关键词：三叶鬼针草生物学特性入侵机制生物防治植物修复化感作用药用价值