薇甘菊对其入侵地植物种子萌发和幼苗生长的化感影响

薇甘菊主要入侵我国华南的广东、海南和云南三省，给当地造成了严重的危害，其强烈的化感作用被认为是其成功入侵的原因之一。而目前对薇甘菊化感作用的研究还较少，因而对薇甘菊化感作用的认识还有待深入的研究。另外，在对入侵植物入侵群落进行恢复时，由于入侵植物的凋落物以及生长过的土壤都还含有化感物质，常常导致恢复难以继续。因而选择抗化感能力强的物种来恢复薇甘菊的入侵地也成为该研究的一个主题。本文以薇甘菊为实验材料来研究薇甘菊化感作用对植物种子活力、种子萌发和幼苗生长的影响，同时筛选化感抗性强的物种以进行薇甘菊入侵地的恢复工作。其主要结论如下： 1、薇甘菊根和叶的提取液对植物种子活力、种子萌发和幼苗生长都有很大的抑制作用，并且这种抑制作用随着提取液浓度的升高以及处理时间的延长而加强，这证明了薇甘菊具有很强的化感作用。 2、一些植物种子萌发和幼苗生长在低、中浓度提取液以及高浓度提取液的短时间的处理下能被促进，不过在高浓度的提取液以及长时间的处理下都被抑制，这说明化感作用是抑制还是促进作用在很大程度上受到提取液浓度和处理时间的影响。 3、薇甘菊提取液（50 g L-1）对紫薇(Lagerstroemia indica)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、黑麦草(Lolium perenne)和西葫芦（Cucurbita pepo）种子处理50-100 h就能极大的影响到其后的种子萌发和幼苗生长，这说明薇甘菊在短时间（50-100 h）就能给植物产生极强的化感作用，也进一步证实薇甘菊很强的化感作用。 4、由于各物种进化历史的不同，而且各物种在对薇甘菊的化感抗性上也存在着差异，所以各物种对薇甘菊提取液的化感反应也各不相同。 5、薇甘菊根提取液对刺槐和紫薇幼苗根的生长的影响要大于叶提取液对刺槐和紫薇幼苗根的生长的影响，而对刺槐和紫薇种子萌发率、初始萌发时间、萌发速率以及幼苗株高的影响却是叶提取液的化感作用强。这支持了一个新的假设：由于物种间代谢的多样性，至少在根和叶对受试植物根的化感影响方面，对于一些物种来说根的化感作用可能强于叶的化感作用，对于另一些物种来说叶的化感作用可能强于根的化感作用。 6、薇甘菊叶提取液对西葫芦种子活力、种子萌发和幼苗生长的化感影响大，而对其后开花时间以及开花的数目没有明显的影响，这说明薇甘菊对西葫芦生活史前期的化感影响要大于对西葫芦生活史后期的化感影响。 7、薇甘菊叶的水提取液对种子萌发的抑制作用要大于对幼苗生长的抑制作用;对非豆科植物种子萌发的影响要大于对豆科植物种子萌发的影响，而对非豆科植物幼苗生长的影响要小于对豆科植物幼苗生长的影响;对本地种的抑制作用要大于对外来归化种的抑制作用。 本研究证实了薇甘菊强烈的化感作用，根提取液对受体植物幼根生长的影响大于叶提取液对受体植物幼根生长的影响，这种化感作用可能极大的促进了薇甘菊的入侵。另外，在恢复薇甘菊入侵群落时，考虑到薇甘菊的化感作用，理应选择外来的已经归化了的非豆科植物的幼苗。

寄生植物在入侵植物防治中的作用——以两种菟丝子为例

生物入侵在全世界广泛发生，目前已经受到全球关注。入侵生物对群落生物多样性和生态系统功能造成严重威胁，导致严重的环境问题和惨重的经济损失。薇甘菊(Mikania micrantha)、五爪金龙(Ipomoea cairica)和南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)是我国华南地区危害最严重的三种外来入侵种，其中以薇甘菊危害最严重，是世界十大有害杂草之一。从20世纪80年代发生以来，薇甘菊已在我国广东农林区域造成严重危害。 机械防治、化学防治和传统的生物防治等治理措施，未能有效治理外来入侵种的危害，直到使用本地种菟丝子(Cuscuta spp)的防治策略。与从原产地引进有害生物天敌的传统生物防治方法不同，本地种由于适应当地气候且与其他物种协同进化，因此，对生态环境潜在的负作用小。从2000年，被发现寄生和抑制薇甘菊之后，菟丝子被认为是防治薇甘菊的有效措施。 为了探讨菟丝子寄生对外来入侵种的治理，及对入侵群落的恢复，本研究在内伶仃岛的林地(入侵种群落被引入菟丝子寄生1-4年)，以及东莞、深圳和海丰的干扰样地(入侵种群落被菟丝子自然寄生5年以上)开展野外调查。在每个样地分别设立外来种入侵亚群和菟丝子治理亚群，通过测定群落结构与组成、土壤性质与养分含量，以及外来种和菟丝子的生长与养分含量等参数之后，本研究得出以下主要结论。 (1) 虽然，被寄生的外来入侵种薇甘菊、五爪金龙和南美蟛蜞菊通过调节资源分配以抵御南方菟丝子(Cuscuta australis)的寄生影响，但是，菟丝子寄生导致外来入侵种生物量降低、繁殖能力下降、养分含量降低。虽然，很多寄生植物都是广谱寄生，能同时寄生多种寄主植物，但是，在本研究的被入侵的群落中，菟丝子主要寄生外来入侵植物。尤其是寄生于南美蟛蜞菊和薇甘菊的菟丝子，生长旺盛、繁殖能力强，表现出高度的适应性。因此，菟丝子对外来入侵种(南美蟛蜞菊和薇甘菊)有寄生偏好性，并对本地种的负面影响小。 (2) 通过吸收寄主的养分，田野菟丝子(Cuscuta campestris)有效地抑制了薇甘菊的危害。由于入侵种的凋落物养分含量高且分解效率高，而且，菟丝子能够促进其它凋落物的分解，并使难以被植物吸收的养分转化成易于被吸收利用的状态。因此，菟丝子与薇甘菊的寄生作用导致土壤养分含量的升高。在薇甘菊被抑制之后，本地种利用丰富的土壤养分资源，提高生长适应性，增强抵抗入侵的能力，甚至抵制薇甘菊的再生。 (3) 菟丝子的寄生作用改变了外来寄主与本地非寄主的竞争平衡，促进本地植物的生长与重建。在外来种被抑制之后，本地种的丰度和群落的物种多样性逐渐增加。本地种如：野葛(Pueraria lobata)和芦苇(Phragmites australis)，取代了入侵群落中的入侵种，成了群落的优势种。而其它原先被薇甘菊抑制的本地草本、藤本和灌木，在引入菟丝子防治之后长势较好。群落稳定性与物种多样性密切相关，被治理群落本地种的增加有利于群落的演替与稳定。 (4) 被干扰的生态系统往往更容易被外来种入侵，而外来入侵种又常导致人工干扰生境的严重退化。在人工干扰样地的菟丝子对薇甘菊的抑制效果与在林地的效果一致，导致被寄生的薇甘菊生长衰退、养分竞争能力下降、入侵危害能力降低。而在薇甘菊被菟丝子治理之后，土壤养分资源增加，入侵群落的物种丰度和生物多样性提高。本 地种的重建与本地群落的恢复密切相关，利于本地被治理群落的稳定，促进被干扰植被的恢复。 菟丝子是一种治理外来入侵种危害的有效措施，适用于破碎的生境和被干扰的生态系统，尤其是在采用目前防治措施难以治理的情况下。本研究为本地种防治外来入侵种提供科学依据，且表明以入侵地的本地种治理外来入侵种有可能成为有效且可持续发展的生物防治策略。