Phenotypic Observation of Canada Asiatica in Different Invasive Areas of Yunnan

FAN Zewen, ZHENG Fengping, YANG Yunhai, YANG Shaosong, ZHANG Fudou, SHEN Shicai, XU Gaofeng, ZHANG Zhiyan, CHUAN Li, CUI Yuchen

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Chinese Agricultural Science Bulletin ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (17) : 127-134. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0570

Phenotypic Observation of Canada Asiatica in Different Invasive Areas of Yunnan

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Abstract

This study aimed to clarify the ecological adaptability of Solidago canadensis L. in 11 different occurrence areas in Yunnan Province. The plant traits and differences were observed under common garden conditions, respectively. The results showed that the further growth and reproduction characteristics of Solidago canadensis L. occurring in different invasive regions differed significantly under common garden conditions, in which the variation of root sprouting trait index reached 54.23%, and the variation of stem diameter, leaf width and leaf shape indexes ranged from 23.63%-26.31%. Among the biomass allocation ratios, the plant with the highest percentage of flower biomass allocation was from Qiubei County of Wenshan Prefecture, the plant with the highest percentage of leaf biomass allocation was from Xishan District of Kunming, the plant with the highest percentage of culm biomass allocation was from Panlong District of Kunming, and the plant with the highest percentage of root biomass allocation was also from Panlong District of Kunming. In the further determination of the four enzyme activities of POD, SOD, CAT and MDA, the plant populations from 11 different invasive regions and habitats showed significant differences, among which those from Qiubei point and Panlong point were the most prominent. In the cluster analysis, it was found that the leaves in the plant traits showed certain variability, but in the bias correlation analysis of climatic factors, the climatic factors in the original place had less influence on Solidago canadensis L. The results of the study showed that the plant traits of Solidago canadensis L. were basically stable and consistent, but the phenotypes in different invasive areas had some differences and plasticity due to the different environmental conditions. The results of this study lay an important scientific foundation for clarifying the ecological adaptability of the Solidago canadensis L. in Yunnan Province, and provide a scientific basis for early warning, monitoring and preventing the expansion of this invasive plant.

Key words

Solidago canadensis L. / botanical trait / plant plasticity / enzymatic activity / common garden experiment

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FAN Zewen , ZHENG Fengping , YANG Yunhai , YANG Shaosong , ZHANG Fudou , SHEN Shicai , XU Gaofeng , ZHANG Zhiyan , CHUAN Li , CUI Yuchen. Phenotypic Observation of Canada Asiatica in Different Invasive Areas of Yunnan. Chinese Agricultural Science Bulletin. 2024, 40(17): 127-134 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0570

0 引言

外来植物入侵已成为导致生物多样性严重丧失和生态系统破的生物安全问题之一[1-2]。紫茎泽兰、空心莲子草和薇甘菊等入侵植物，由于生态适应范围广、表型可塑性强和繁殖效率高等特点[3]，容易在入侵区域或生境大面积扩展和暴发[4-5]。现有研究证据表明，外来植物的生长、繁殖性状是决定其入侵性的内在本质，同时所具有的表型可塑性作为响应生态环境变化的能力，决定其在入侵地域的扩展方式、范围和程度。因此，研究外来入侵植物的生长繁殖特征及其表型可塑性，有助于分析其在入侵地域扩散、暴发的成因，日益成为植物学和入侵生态学领域的研究热点。原产于北美的加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)为菊科，一枝黄花属多年生草本植物，又名黄莺、麒麟草[6]。现已成功入侵欧洲中西部、亚洲大部分地区以及澳大利亚和新西兰等地。加拿大一枝黄花由于较强的种间竞争作用和化感作用，在所入侵区域常形成单优种群，被视为最具破坏性的入侵植物之一[7]。加拿大一枝黄花于1935年作为庭院花卉被引种到上海[8]。20世纪80年代以来迅速扩散蔓延，现已遍布于上海[9]、安徽、浙江、江苏[10-11]等地区。该入侵植物具有生长能力强，茎秆密，叶片多的特性。其根状茎发达、繁殖力极强、传播速度快、生态适应性极强[12]，入侵后会在当地克隆生长，造成区域性郁闭，导致其他植物难以存活，形成单一优势种群群落[13]，给当地的生态系统和生物多样性带来严重危害。同时加拿大一枝黄花会消耗土壤肥力并协同化感作用抑制小麦、辣椒和番茄等作物的萌发与生长，对入侵地的农林生产和生态平衡造成严重危害[14]，严重威胁粮食生产与食物安全[15]，除此之外，金红玉等[16]试验虽然明确了部分低剂量药剂能很好地防除加拿大一枝黄花，但前期工作量大，人工投入成本高。而且加拿大一枝黄花的长花期会产生大量花粉，随着风飘散会导致部分易感人群过敏，对人类的身体健康造成严重伤害[17]。加拿大一枝黄花由于扩展快、危害重和防控难等特点，引起中国各级政府高度重视和社会的广泛关注，并于2010年被列入中国第二批外来入侵物种名单中。一些文献报道了加拿大一枝黄花的植物学特征，并初步观测到不同环境条件下的差异，但由于对其生态适应性及其暴发的生态学机理认识仍不足，极大限制了对其监测、预警与防控能力的提高。
外来物种入侵过程都要经历存活与繁衍阶段，逐步适应新环境。在环境压力下，许多入侵植物对环境梯度，如光、温、水所做出的形态、生理、物候等生长繁殖的改变，作为适应新环境的重要手段[18]，使其能够完成生活史并得以繁衍后代。同时由于入侵地地理生态条件的多样性，决定资源在自然界中具有异质性分布的性质，光、水、肥和CO2等生态因子在空间上的分布是斑块状的，同时在时间上也是有变化的，直接影响到外来植物在入侵地域或生境的生长繁殖，包括生长速率、形态构建和繁殖分配等[19]。可塑性强的入侵植物能够适应更广泛并充分利用复杂地区和环境的生态条件，最终在竞争中占据主导地位而扩散[20]。中国万方浩团队研究认为，外来物种的入侵进程取决于其“前适应”和“后适应”能力。目前对于这种适应性响应机制研究，发现与资源的吸收与利用，包括新陈代谢、气体交换、叶片结构与功能、营养、生物量分配、冠层结构与生长速率等有关[21]。入侵物种响应环境的结果是改变种内、种间的互作机制和生态位替换，导致种群时空动态变化，调节种群的扩展方式和分布格局[22]。植物的表型可塑性指同一个基因型对不同环境应答，产生不同的表型特征[23]，是表型进化的一个基本特点[24]，也是生物适应的表型基础[25]。植物的表型可塑性包括形态、生理与生态可塑性。形态可塑性表现在植物的形态结构特征，如植物随着光照强度的不同，其茎节长度、单叶面积等形态指标发生表型差异[26]。对认识入侵植物灾变的生态学机理具有重要意义。本研究的加拿大一枝黄花为适应较多生态区域和生境的入侵植物。能够在阳光充足或阴凉处生长，并对不同土壤湿度条件表现出较高耐性。在通气性良好的中性及偏酸性的土壤中生长，对土壤肥力有一定的耐受性[27]。对胁迫性环境（如低养分、低光照、重金属污染等）具有较高的耐受性，尤其是对高温干燥环境有较强的适应能力[28]。基于采自云南不同入侵地区和生境的加拿大一枝黄花母本，克隆繁殖后在同质园观测研究生长繁殖特征及其表型可塑性，旨在认识该重大入侵植物适应生态环境的特征，为监测、预警与防控提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L)采自云南省现入侵分布的11个不同地区和生境（见表1）。取根部移栽至云南省昆明市嵩明县温室（103º12′051″E， 25º11′283″N，海拔1876.4 m），采用等间距定植方法进行同质园实验。各群体材料30株均以株行距0.5 m×0.8 m规格随机种植于光、温、水、肥一致的15 m2地块，其中光照400~1500 lx、温度15~35℃、空气湿度65%~70%；种植地为红壤，有机质3.75，pH 6.43。各材料均在2022年3月下旬种植，6月初长势良好后，各选择植株状态相近的15株挂牌定株，保证进行植物形态调查前初始状态一致。试验每隔20 d对植物的生长状况进行测量记录，主要指标有株高、基茎粗、叶长、叶宽（叶片测量为植株最上方完全展开的第三片叶子）等，直至植株花期结束后取整株测量其生物量。
表1 云南省不同地区加拿大一枝黄花信息
编号 采集地址 生境 海拔/m 经度(E)/° 纬度(N)/°
KPZ 昆明市盘龙区庄科村 路边荒地 1941 102.8701547 25.2361231
KX 昆明市西山区碧鸡街道 人工林 1857 102.6534609 24.9153123
KJ 昆明市晋宁区昆阳兴旺环湖路 路边荒地 1864 102.600477 24.684998
KC 昆明市呈贡区捞鱼河湿地公园 人工林 1840 102.7751749 24.8260382
KPA 昆明市盘龙区阿子营 湿地 2035 102.7735417 24.347415
KL 昆明市禄劝县转龙镇 沟渠 1952 102.8747267 24.887353
KPD 昆明市盘龙区甸尾村 人工林 1921 102.8634683 24.212613
LJ 曲靖市罗平县江边村 沟渠 1456 104.29342 24.933336
LS 曲靖市罗平县江召公路 路边荒地 1467 104.3042066 24.853715
WP 文山州丘北县普者黑国家湿地公园 公园绿化 1449 104.140338 24.09644
LH 曲靖市罗平县罗平花海驿栈 农田 1470 104.3332316 24.903108

1.2 仪器与设备

试验仪器和设备包括酶标仪、LI6400光合仪、离心机、电热鼓风干燥箱、电热恒温水浴锅等。

1.3 数据处理与方法

采用Office Excel 2016软件进行数据整理。利用SPSS 26.0软件进行显著性检验分析、相关性分析、多因素方差分析、主成分分析、聚类分析，用Origin 2018软件进行图形制作等。通过全球气候数据库网站(http://www.worldclim.org/,WorldClim 2.0)获取气候数据。并对19个气候因子与加拿大一枝黄花分布点的相关性进行筛选，得到5个对加拿大一枝黄花的生长最具代表的气候因子，分别是bio3：等温性Isothermality；bio6：最冷月份最低温度Min Temperature of Coldest Month(℃)；bio7：气温年较差Temperature Annual Range(℃)；bio14：最干月份降水量 Precipitation of Driest Month (mm)；bio15：降水量季节性变化 Precipitation Seasonality(mm)。植物可塑性指数计算方法：同一特征的最大值减去其最小值再除以其最大值[29]。

2 结果与分析

2.1 不同入侵地区和生境的植物性状

不同地区采集的加拿大一枝黄花，在刈割移栽至同质园种植后的表型差异见表2。该入侵植物在同质园中生长的株高平均值为117.99 cm，其中入侵LJ地区的株高最高为143.60 cm，而入侵WP地区的株高最矮为98.62 cm。KPD地区的茎秆直径和叶长均最大，分别为1.06 cm和16.06 cm。茎秆直径最小值 (0.68 cm)的KPZ地区的根萌芽却最多(15.00)。通过分析可以看出入侵不同地区的加拿大一枝黄花，其根萌芽性状指数的变异幅度最大，表型可塑性指数也是最大，达到了54.23%、0.819，其次为茎秆直径、叶宽和叶形指数，变异幅度为23.63%~26.31%，株高、叶长在不同地区的变异幅度相对较小，分别为18.80%和19.17%；采自WP地区的加拿大一枝黄花植株，其群体各个性状指标显著低于其他地区，具体表现为株高98.62 cm，茎秆直径为0.69 cm、根萌芽为2.80、叶长为11.50 cm、叶形指数为4.41。结果表明，加拿大一枝黄花在云南省不同入侵地的植株，在同同质园区繁殖后具有表型可塑性，群体的株高、茎秆直径、根萌芽等植物性状均差异显著。
表2 不同地区加拿大一枝黄花植物性状比较
编号 株高/cm 茎杆直径/cm 根萌芽 叶长/cm 叶宽/cm 叶形指数
KPZ 108.50±24.10b 0.68±0.13b 15.00±0.71a 13.10±2.75ab 2.54±0.67ab 5.33±1.19abc
KX 121.68±9.65ab 0.84±0.11ab 7.00±1.00c 14.66±2.63ab 2.18±0.59ab 6.91±1.16ab
KJ 103.22±21.33b 0.72±0.19b 3.80±0.45e 11.86±1.31ab 2.18±0.47ab 5.63±1.32abc
KC 113.68±16.68ab 0.74±0.17b 5.20±0.84d 13.26±1.44ab 2.46±0.49ab 5.64±1.63abc
KPA 131.10±15.13ab 0.72±0.08b 5.40±0.55d 11.78±0.9ab 1.70±0.35b 7.12±1.27a
KL 116.38±23.56ab 0.72±0.16b 3.40±0.55ef 12.70±4.16ab 2.66±1.00ab 5.04±1.29bc
KPD 116.56±10.88ab 1.06±0.30a 6.80±0.84c 16.06±3.31a 3.06±0.91a 5.44±1.34abc
LJ 143.60±16.12a 1.00±0.12a 3.40±0.55ef 13.08±2.18ab 2.38±0.22ab 5.50±0.82abc
LS 116.02±12.41ab 1.00±0.07a 8.20±0.45b 13.96±1.75ab 2.30±0.51ab 6.29±1.48abc
WP 98.62±35.52b 0.69±0.24b 2.80±0.84f 11.50±2.35b 2.62±0.38ab 4.41±0.76c
LH 128.52±24.11ab 0.90±0.14ab 8.00±1.00b 13.96±1.93ab 2.58±0.57ab 5.59±1.12abc
平均值 117.99±22.19 0.83±0.21 6.27±3.40 13.27±2.54 2.42±0.64 5.72±1.35
可塑性指数PIv 0.605 0.596 0.819 0.528 0.660 0.384
变异系数CV/% 18.80 24.86 54.23 19.17 26.31 23.63
注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著(P<0.05)。

2.2 不同入侵地的植物酶活性与膜脂过氧化指标

不同入侵地区和生境的加拿大一枝黄花在刈割后根部移栽生长的生理方面具有相应的响应。通过4种酶活性显著差异（表3）可以看出，其中采集自KPD的加拿大一枝黄花，测出的过氧化物酶(POD)含量最高，KPA地区含量最低。表明入侵KPD的加拿大一枝黄花的植物酶促防御系统较强，保护反应强，KPA地区的较弱。KPZ地区的超氧化物歧化酶(SOD)含量最高，KC地区含量最低。表明KPZ地区的加拿大一枝黄花对于环境的抗逆能力较强，KC地区的抗逆能力较弱。LJ地区的丙二醛(MDA)含量最低，KX地区的含量最高。表明KX加拿大一枝黄花的机体膜脂抗氧化潜在能力较强，LJ地区的较弱。KPZ地区的过氧化氢酶(CAT)含量最高，LH地区的含量最低。结果表明，长期适应不同入侵地的加拿大一枝黄花群体，在酶活性方面产生可塑性。例如KPZ地区的植物抗氧化防御能力较强，LH地区较弱。适应高海拔地区如KPD地区人工林生境的抗逆性强，自我保护防御能力和抗氧化能力均显著高于其他入侵地区和生境。但在不同生境下的高海拔中，处于湿地生境的KPA地区的抗逆性较弱。
表3 不同地区加拿大一枝黄花植物酶活性与丙二醛含量比较
编号 POD/(U/g) SOD/(U/g) MDA/(U/g) CAT/[U/(g min)]
KPZ 173.67 263.23 2.79 13.61
KX 175.30 78.61 3.16 8.46
KJ 167.31 62.75 2.06 4.61
KC 167.13 55.49 1.52 9.06
KPA 163.00 150.61 2.52 6.08
KL 180.43 159.52 1.37 10.84
KPD 214.72 105.03 0.72 8.40
LJ 185.68 108.49 0.54 8.04
LS 174.34 86.70 2.46 5.60
WP 173.37 102.01 1.21 8.08
LH 190.00 217.98 2.82 4.19

2.3 不同入侵地区的生物量分配情况

从图1中可以看出不同入侵地区和生境的加拿大一枝黄花在刈割后的生物分配量占比不同，其中昆明盘龙区和晋宁区的3个地区(KPZ、KJ、KPD)根部生物量占比较高，茎和花生物量占比较低，曲靖罗平的3个地区(LJ、LS、LH)花生物量占比较高，但根、茎、叶生物量占比大致相同，KPA地区根和花生物量占比均较高。整体来看在生物量的分配占比中花分配占比最高的为WP地区，叶生物量分配占比最高的为KX地区，茎秆和根部生物量分配占比最高的为KPD地区。由此可见，不同入侵地和生境的加拿大一枝黄花在新环境中表现的植物生物量分配占比差异显著。
图1 各地区加拿大一枝黄花的生物量占比

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2.4 不同入侵地区和生境的植物性状、生物量与气候因子的偏相关性分析

表4结果可以看出，加拿大一枝黄花的叶长、叶宽、株高等植株性状与分布点气候因子和海拔综合相关系数不大。然而采集不同入侵地区和生境植株，在同质园中繁殖的植物性状却表现出差异。结果表明该入侵植物在不同生态区的植物性状一致，同时因长期适应，在不同环境条件下有表型差异。结果证实加拿大一枝黄花是一种表型可塑性较强的入侵植物，特别在昆明盘龙区（KPZ路边荒地、KPD人工林）等多种生境下的高海拔区域具有极强的耐受性。
表4 不同地区加拿大一枝黄花植物性状、生物量的相关性分析
植物相关性状 海拔/
m		 等温性 最冷月份最低温度/
℃		 气温年较差/℃ 最干月份降水量/
mm		 降水量季节性变化/
mm		 综合偏相关系数
叶生物量 -0.018 0.067 -0.065 0.010 -0.097 -0.165 0.07
根生物量 -0.043 0.176 -0.025 0.171 -0.080 -0.475 0.16
花生物量 -0.273 -0.197 0.241 -0.162 0.122 0.157 0.19
茎生物量 -0.215 0.027 0.139 -0.086 -0.061 -0.063 0.10
株高 -0.081 0.141 0.178 -0.257 -0.228 0.022 0.15
茎秆直径 -0.275 0.077 0.072 0.058 0.058 -0.021 0.09
叶长 -0.085 0.148 -0.056 0.242 0.029 0.124 0.11
叶宽 0.015 0.225 -0.084 0.168 -0.090 -0.132 0.12
根萌芽 0.179 0.055 -0.373 0.353 0.008 -0.035 0.17
叶形指数 0.176 0.003 -0.009 -0.182 -0.128 -0.241 0.12

2.5 云南地区加拿大一枝黄花植物性状聚类分析

在图2的欧式距离为6处，对不同地区的加拿大一枝黄花的10个植物性状进行聚类，共分为两大类。其中，第一类聚集了植物的各部分生物量和根萌芽；第二类代表指标为植物的表形生物指标，包括株高、茎秆直径等。据此结果，最终可以明确的将植物的可塑性指标分为两大类，一类为植物的繁殖性状，另一类为植物的形态性状。
图2 不同地区加拿大一枝黄花植物性状聚类图

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3 讨论和结论

外来植物为何能在不同入侵地域表现出较强的生态适应性及其表型可塑性，一直备受研究者的高度关注[28]。Sandra Diaz等[30]在20世纪末将其定义为植物功能性状，指能够直接影响生长、繁殖和存活而间接影响物种适合度的一系列核心植物属性。研究报道入侵植物对生态适应具有形态性状、生长性状、生理性状、繁殖性状、种子性状、克隆性状和遗传变异等科学现象与证据[31⇓-33]，而且在不同的入侵阶段可能对植物功能性状的需求不同[31,34-35]。在植物入侵的中后期，适应性繁殖的植物功能性状则发挥更加重要的作用，并与入侵扩散能力呈正相关[36-37]。
本研究基于加拿大一枝黄花在云南省生态多样性条件下的环境因子分析，结果发现该入侵植物具有较大的生态幅，并且适生区和生境复杂多样，与前人研究报道该入侵物种具有较强的生态适应性结论一致。进一步将不同入侵地区和生境采集到的加拿大一枝黄花，在同质园内种植后观测对比不同群体的生长繁殖性状。结果表明，已适应不同入侵区域或生境的植株，在相同环境下根、茎、叶等植物性状上表现出差异；同时不同性状的可塑性也存在差异，加拿大一枝黄花根萌芽性状的变异系数(54.23%)最大，证实该入侵植物克隆繁殖性状及可塑性最强。因此，依据入侵中后期以适应性繁殖的核心属性，而且克隆繁殖性状可能因具体的环境而不同的观点[38]，可以判断该入侵物种在云南已进入建立种群至扩散阶段。
不同环境条件生长下的加拿大一枝黄花在进行刈割移栽后，植物不同表型结构对新环境选择性做出反应，在生长繁殖方面实现投资及其分配来适应多样化的生态条件。加拿大一枝黄花在云南省11个不同入侵地区和生境表现差异，道路绿化生境下的文山州丘北县普者黑国家湿地公园地区发生的该入侵植物在表型及其可塑性上相对较强，但在植物生物量和酶活性中表现不显著；公里沿路生境下的昆明市盘龙区甸尾村地区的加拿大一枝黄花在植株的生物量和酶活性中表现较为突出，在植物表形性状中表现中等。2个入侵区的海拔高度分别为1449 m(WP)、1921 m(KPD)，环境差别较大，植株的形态建成差别较大表明该入侵植物在不同的入侵地区和生境，以及不同的入侵阶段，导致其生态适应的植物功能性状有所差异。高海拔地区且生境较为恶劣的昆明市盘龙区甸尾村地区的加拿大一枝黄花在植物的叶片和繁殖性状与其他区该植物的差异较大，植物形态建成中投入更多，且酶活性表现更为突出。海拔和生境对加拿大一枝黄花的株高有巨大影响，海拔和生境属于张震等[39]研究中的第三成分，该试验结果与葛结林等[40]的调查结果一致。本研究结果有助于分析加拿大一枝黄花在云南省生态多样性条件下的适生区域与生境及其扩散风险，然而，对其生态因子及其主效应的相关性还有待进一步研究，以期为该重大入侵植物的监测、预警与防控提供重要科学依据。

References

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本文引用 [1] 摘要
通过查阅和整理相关文献资料, 分析了中国入侵克隆植物的入侵性、克隆方式及地理起源等。目前, 在中国的515种入侵植物中, 克隆植物至少有196种, 占总数的38.1%。这些入侵克隆植物隶属46科, 其中禾本科、菊科和豆科植物占多数, 以人为有意引入为主。在入侵危害等级1-5中, 属于第5等级(有待观察类)的克隆植物占多数。卡方分析表明, 中国入侵植物的危害等级与其是否具有克隆性关系不显著, 但显著依赖于其是否具有根状茎。多年生和1-2年生草本植物构成中国入侵克隆植物的主体, 分蘖型、匍匐茎型和根茎型等繁殖方式在草本类入侵植物中较为常见。多数入侵克隆植物地理起源上来自美洲地区。这些结果表明, 在我国今后引种活动中需要格外警惕根状茎型克隆植物以及美洲起源的克隆植物。此外, 由于现有文献资料有待完善, 入侵克隆植物的数量和比例可能被低估。因此, 在今后工作中应加强入侵植物的野外生长观测, 进而确切判定中国入侵克隆植物的数量和比例。
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本文引用 [1] 摘要
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。
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为了探讨入侵植物与本地同属和异属植物之间的关系，本研究以入侵植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)、三裂叶蟛蜞菊(Wedelia trilobata)和本地植物莲子草(A. sessilis)、蟛蜞菊(W. chinensis)为试验材料开展了温室控制实验。实验设置了单种种植和混种种植两种方式，测定了每种植物生物量及其他生长指标，并分析了种间关系。结果表明：（1）对入侵植物而言，同属和异属种间竞争均增加了喜旱莲子草的生物量、根冠比和分节数，而降低了三裂叶蟛蜞菊的株高和分节数；（2）对本地植物而言，同属种间竞争降低了莲子草的株高和蟛蜞菊的分节数，异属种间竞争增加了莲子草的生物量、株高和分枝数，而降低了蟛蜞菊的总生物量和株高；（3）同属种间竞争对入侵种喜旱莲子草具有促进作用，异属种间竞争对本地种莲子草也具有促进作用，同属和异属种间竞争对其他两个物种的影响不大。未来应加强野外原位下入侵植物与本地植物研究，为入侵植物防控提供理论依据。
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本文引用 [1] 摘要
The introduction and rapid spread of Drosophila subobscura in the New World two decades ago provide an opportunity to determine the predictability and rate of evolution of a geographic cline. In ancestral Old World populations, wing length increases clinally with latitude. In North American populations, no wing length cline was detected one decade after the introduction. After two decades, however, a cline has evolved and largely converged on the ancestral cline. The rate of morphological evolution on a continental scale is very fast, relative even to rates measured within local populations. Nevertheless, different wing sections dominate the New versus Old World clines. Thus, the evolution of geographic variation in wing length has been predictable, but the means by which the cline is achieved is contingent.
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本文引用 [1] 摘要
外来杂草已对我国的作物、果园、草坪、自然环境和生物多样性产生了严重危害。因此，对新传入的外来杂草开展生理生态学研究，对于预测它们在我国分布的潜在范围和生境特点有实践意义，了解新外来杂草对逆境条件的生理适应方面的知识，对它们的综合管理也是有益的。加拿大一枝黄花 (Solidago canadensis) 原产于北美，20世纪70年代作为花卉植物引入我国，现在是我国东南地区的一种常见外来杂草。本项工作测定了不同酸碱度、不同NaCl含量、不同质地的土壤、不同温度处理对加拿大一枝黄花植物体内游离脯氨酸、丙二醛、可溶性糖含量、过氧化物酶活性和过氧化物酶同工酶谱等生理指标的影响。结果表明：1）加拿大一枝黄花适生于偏酸、低NaCl浓度的土壤中；2）砂壤土、壤土比粘土更适于加拿大一枝黄花的生长；3）38 ℃的高温比5 ℃的低温对加拿大一枝黄花具有更大的损伤作用；4）加拿大一枝黄花地下根具有很强的无性繁殖能力。
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本文引用 [1] 摘要
We studied the relative importance of residence time, propagule pressure, and species traits in three stages of invasion of alien woody plants cultivated for about 150 years in the Czech Republic, Central Europe. The probability of escape from cultivation, naturalization, and invasion was assessed using classification trees. We compared 109 escaped-not-escaped congeneric pairs, 44 naturalized-not-naturalized, and 17 invasive-not-invasive congeneric pairs. We used the following predictors of the above probabilities: date of introduction to the target region as a measure of residence time; intensity of planting in the target area as a proxy for propagule pressure; the area of origin; and 21 species-specific biological and ecological traits. The misclassification rates of the naturalization and invasion model were low, at 19.3% and 11.8%, respectively, indicating that the variables used included the major determinants of these processes. The probability of escape increased with residence time in the Czech Republic, whereas the probability of naturalization increased with the residence time in Europe. This indicates that some species were already adapted to local conditions when introduced to the Czech Republic. Apart from residence time, the probability of escape depends on planting intensity (propagule pressure), and that of naturalization on the area of origin and fruit size; it is lower for species from Asia and those with small fruits. The probability of invasion is determined by a long residence time and the ability to tolerate low temperatures. These results indicate that a simple suite of factors determines, with a high probability, the invasion success of alien woody plants, and that the relative role of biological traits and other factors is stage dependent. High levels of propagule pressure as a result of planting lead to woody species eventually escaping from cultivation, regardless of biological traits. However, the biological traits play a role in later stages of invasion.
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