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黄帚橐吾种群扩张对土壤理化特性与微生物功能多样性的影响

本站小编 Free考研考试/2022-01-01

石国玺1,2, 王文颖1, 蒋胜竞3, 成岗3, 姚步青2, 冯虎元,3,*, 周华坤,2,*1 青海师范大学生命与地理科学学院, 西宁 810008
2 中国科学院西北高原生物研究所, 青海省寒区恢复生态学重点实验室, 西宁 810008
3 兰州大学生命科学学院, 细胞活动与逆境适应教育部重点实验室, 兰州 730000

Effects of the spreading of Ligularia virgaurea on soil physicochemical property and microbial functional diversity

SHI Guo-Xi1,2, WANG Wen-Ying1, JIANG Sheng-Jing3, CHENG Gang3, YAO Bu-Qing2, FENG Hu-Yuan,3,*, ZHOU Hua-Kun,2,*1 College of Life Science and Geography, Qinghai Normal University, Xining 810008, China
2 Key Laboratory of Restoration Ecology of Cold Area in Qinghai Province, Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Sciences, Xining 810008
and 3 Ministry of Education Key Laboratory of Cell Activities and Stress Adaptations, School of Life Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China

通讯作者: 通信作者 Corresponding authors (Zhou HK, hkzhou@nwipb.cas.cn; Feng HY, fenghy@lzu.edu.cn)

基金资助:国家自然科学基金.31500427
国家自然科学基金.31572354
国家自然科学基金.31472135
青海省自然科学基金.2016-ZJ-957Q
青海省自然科学基金.2016-ZJ-910
青海省创新平台建设专项.2017-ZJ-Y20
国家重点研发计划.2016YFC0501901


Online:2018-01-20
Fund supported: Supported by the National Natural Foundation of China.31500427
Supported by the National Natural Foundation of China.31572354
Supported by the National Natural Foundation of China.31472135
the Province Natural Foundation of Qinghai.2016-ZJ-957Q
the Province Natural Foundation of Qinghai.2016-ZJ-910
the Qinghai Innovation Platform Construction Project.2017-ZJ-Y20
the National Key Research and Development Project of China.2016YFC0501901


摘要
黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)是高寒草甸退化的指示物种, 其种群扩张已严重影响了草地生态系统的经济服务功能, 但目前仍不明确土壤微生物是否参与了黄帚橐吾的种群扩张。该研究依托兰州大学高寒草甸试验站, 选择了4个不同密度的黄帚橐吾斑块, 分析了黄帚橐吾种群扩张对该草甸土壤微生物功能多样性的影响。结果显示: 黄帚橐吾种群扩张虽然提高了土壤微生物活性, 但降低了土壤速效氮浓度。各斑块间土壤微生物Shannon指数、碳源利用种类、均一度指数均无显著差异, 但高密度斑块的土壤微生物碳源利用结构与对照斑块有显著差异。表明黄帚橐吾分布地土壤微生物功能多样性的改变所引起的土壤氮素限制是黄帚橐吾种群数量急剧增加的机制之一。
关键词: 青藏高原;黄帚橐吾;种群扩张;土壤微生物群落;功能多样性

Abstract
AimsLigularia virgaurea is an indicator species of alpine meadow degradation. Recently, the vast spreading of L. virgaurea has brought the serious economic loss of grassland ecosystem, but it remains unclear whether soil microbes involve in the spreading of L. virgaurea.Methods We chose four patches with different density of L. virgaurea to measure the influence of spreading of L. virgaurea on the functional diversity of soil microbial community in the Qinghai-Xizang Plateau.Important findings The spreading of L. virgaurea increased soil microbial activity, but reduced soil available nitrogen concentration. The Shannon index, utilization number of carbon resource and evenness index of soil microbial community displayed no significant differences among patches, but the utilization structure of carbon resource in high density patch was significantly different from control patch. Our findings indicate that the limitation of soil nitrogen caused by the changing functional diversity of soil microbial community in the distributed sites is one of the mechanisms for the vast spreading of L. virgaurea in alpine meadow ecosystem.
Keywords:Qinghai-Xizang Plateau;Ligularia virgaurea;population spreading;soil microbial community;functional diversity


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本文引用格式
石国玺, 王文颖, 蒋胜竞, 成岗, 姚步青, 冯虎元, 周华坤. 黄帚橐吾种群扩张对土壤理化特性与微生物功能多样性的影响. 植物生态学报[J], 2018, 42(1): 126-132 doi:10.17521/cjpe.2017.0111
SHI Guo-Xi. Effects of the spreading of Ligularia virgaurea on soil physicochemical property and microbial functional diversity. Chinese Journal of Plant Ecology[J], 2018, 42(1): 126-132 doi:10.17521/cjpe.2017.0111


长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005)。草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种。黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008)。目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010)。现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定。

土壤微生物作为生态系统的重要组成部分, 驱动着土壤中有机物的分解与物质循环, 以正反馈或负反馈的形式作用于地上植物群落(Philippot et al., 2013)。有研究表明, 入侵植物可通过改变入侵地土壤微生物群落种类组成及土壤酶活性等途径抑制土著植物的生长, 从而导致入侵种种群数量的激增(于兴军等, 2005; 牛红榜等, 2007; 全国明等, 2016; 孙备等, 2016; 邰凤姣等, 2016)。黄帚橐吾虽不是入侵种, 但与入侵种有着相似的种群扩张特性。依此可推测, 黄帚橐吾也可以通过改变生长地土壤微生物群落来加速其自身种群的扩张。为验证这一推断, 本研究探究了高寒草甸黄帚橐吾种群扩张过程中植物群落、土壤理化特征及其土壤微生物功能多样性的动态变化, 旨在揭示黄帚橐吾种群扩张过程中土壤微生物群落功能多样性变化的规律, 为防治黄帚橐吾种群的进一步扩张提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 研究地概况

试验在甘肃省甘南州玛曲县境内的兰州大学高寒草甸与湿地生态系统定位研究站玛曲分站进行, 试验地地理坐标为33.73° N, 101.87° E, 海拔3 570 m。该地区为冷湿寒旱气候, 年平均气温1.2 ℃, 年降水量611.9 mm。该区植被主要由极地、高寒及中国-阿拉善植被类型组成, 优势种为线叶嵩草(Kobresia capillifolia)、三颖披碱草(又名垂穗披碱草)(Elymus nutans)及草玉梅(Anemone rivularis)等, 生长季为5-9月。

1.2 样地设置及样品采集

2012年8月, 在一块50 m × 50 m的平坦的草甸上, 选择对照(无黄帚橐吾, 对照), 低密度, 中密度及高密度4个黄帚橐吾种群斑块, 分别代表黄帚橐吾种群的4种扩张程度。密度等级的界定为相对密度等级, 各斑块黄帚橐吾种群密度详见表1。选择小而平坦的研究样地主要是为了减小研究区域的空间异质性对试验结果的影响。在每个斑块中, 随机选择5个0.5 m × 0.5 m的样方, 在记录各样方中的植物组成后, 将植物地上部分齐地表剪掉, 按4个功能群(莎草、禾草、豆科与杂草)进行归类, 80 ℃烘干至恒质量, 测定生物量。在每个样方中随机采集5钻土壤(土钻直径3.8 cm, 深度25 cm), 充分混匀后, 分装为两份样品, 一份用于土壤理化性质的测定, 另一份用于土壤微生物分析。所有土样均置于冰盒内保存, 并于24 h内转移到实验室进行处理。

Table 1
表1
表1不同斑块的植物特征的变化(平均值±标准误差, n = 5)
Table 1Plant properties in different patches (mean ± SE, n = 5)
斑块
Patch
黄帚橐吾密度
Ligularia vigaurea
density (Ind.·0.25 m-2)
物种丰富度
Species richness
总生物量
Total biomass
(g·0.25 m-2)
植物生物量比例 Proportion of plant biomass (%)
莎草类 Sedge豆科 Legume禾草类 Grass杂草类 Forbs
对照斑块 Control022.0 ± 1.1a72.2 ± 11.9b27.6 ± 2.9a0.2 ± 0.129.3 ± 6.3a42.8 ± 4.2b
低密度斑块 LD8.8 ± 2.7c22.0 ± 1.2a86.7 ± 7.3b11.7 ± 5.2ab0.3 ± 0.117.9 ± 6.8b70.1 ± 5.2ab
中密度斑块 MD26.2 ± 1.4b21.6 ± 1.3a120.9 ± 11.3ab10.5 ± 1.9b0.5 ± 0.115.1 ± 2.9b73.9 ± 6.9 a
高密度斑块 HD49.0 ± 2.2a16.4 ± 0.9b146.7 ± 23.7a15.4 ± 3.7ab0.2 ± 0.12.6 ± 1.7b81.8 ± 8.1 a
Significant differences within each variable among patches were tested using Tukey’s HSD test, and different lowercase letters indicate significant difference (p ≤ 0.05). LD, low density patch; MD, moderate density patch; HD, high density patch.
使用HSD Tukey检验不同斑块间每个变量的显著性差异, 不同小写字母表示差异显著(p ≤ 0.05)。

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1.3 土壤理化性质的测定

将土壤在105 ℃烘干至恒质量, 采用质量分析法测定土壤含水量。将土壤与1 mol·L-1 KCl溶液按质量比1:5混合, 振荡1 h, 静置0.5 h后, 用pH计测定土壤pH值。将土壤在450和1β250 ℃下燃烧, 使用CHNS分析系统(Elementar Analysen Systeme, GmbH, Hanau, Germany)分别测定土壤有机碳与总氮含量。土壤速效氮用2 mol·L-1 KCl提取后, 用FIAstar分析仪(FOSS, Hiller?d, Denmark)进行测定。土壤速效磷用Mehlich-3方法提取后, 用钼蓝比色法进行测定(Mehlich, 1984)。

1.4 土壤微生物功能多样性分析

用Biolog微平板作为微生物研究载体, 基于Garland和Mills (1991)的方法, 并改进如下: 在超净工作台中将10 g鲜土加入盛有90 mL 0.85%无菌NaCl溶液的250 mL三角瓶中, 封口后以250 r·min-1的速度振荡30 min; 静置10 min后, 取5 mL上清液加入45 mL 0.85%无菌NaCl溶液, 重复以上过程, 将土壤悬浮液最终稀释1β000倍, 用8道移液器吸取150 μL稀释液加入到3 × 31种碳源物质的Biolog-Eco微平板中, 最后将Biolog-Eco微平板置于25 ℃恒温培养箱中培养, 每隔12 h在Biolog微孔板读数仪上读取590 nm波长的数据, 持续7天。

1.5 数据统计和分析

所有数据使用R 3.2.2 (http//www.r-project.org/)进行统计和分析。在数据分析前, 所有数据均进行正态性分布检验和方差齐性检验(Levene’s检验), 对于不符合正态分布的数据采用自然对数进行转化。由于培养72 h的微生物生长代谢处于旺盛时期, 可以反映土壤微生物的功能多样性, 因而选取培养时间72 h的Biolog数据进行土壤微生物分析。在土壤微生物分析中, 利用平均颜色变化率(AWCD)来反映可培养细菌的活性, 利用Shannon指数、均一度指数来表征土壤微生物功能多样性。

AWCD计算公式如下:

$AWCD=\sum{\frac{{{C}_{i}}-{{R}_{i}}}{n}}$ (1)

式中, Ci为每个有培养基孔, Ri为对照孔的590 nm的吸光值, n为培养基孔数, Biolog-Eco板n值为31。

Shannon指数(H)用于估计物种多样性, 计算公式如下:

$H=-\sum{{{P}_{i}}(\ln {{P}_{i}})}$ (2)

式中, Pi为第i孔的相对吸光值与整个微平板的相对吸光值总和的比值, 计算公式如下:

${{P}_{i}}=\frac{{{C}_{i}}-{{R}_{i}}}{\sum{({{C}_{i}}-{{R}_{i}})}}$ (3)

均一度指数(E)计算公式如下:

$E=H/\ln S$ (4)

式中S表示利用碳源种类的总数。

为了阐述土壤微生物碳源代谢结构与环境变量间的关系, 基于Bray-Curtis相异距离, 使用“envfit”函数, 将所有测定的植物变量、土壤理化性质与微生物功能多样性变量均拟合到土壤微生物碳源代谢结构的非度量多维尺度(NMDS)排序图上(Oksanen et al., 2017)。同时, 使用“vegan”程序包中的“betadisper”函数计算各斑块间土壤微生物碳源代谢结构的差异显著性, 并使用“permutest”函数进行各斑块间代谢结构差异的多重比较。斑块间的差异使用Diff表示, HSD Tukey用于检验各斑块间差异的显著性。使用“varpart”函数进行方差分解, 将样品间土壤微生物碳源代谢结构的差异分解为由黄帚橐吾种群密度、植物物种组成与植物生物量组成各自解释的差异与两两间组合解释的差异(Oksanen et al., 2017)。为确定黄帚橐吾的种群密度对土壤微生物群落AWCD的直接与间接效应, 本文使用AMOS 17.0 (SPSS Inc.)构建了一个结构方程模型(SEM)。由于在过度放牧的情况下家畜的选择性采食会率先改变植物群落的组成, 而不是黄帚橐吾的种群密度, 因此, 该模型中植物物种组成被认为是黄帚橐吾种群扩张的原因, 而非结果。此外, 由于土壤碳氮比是驱动土壤微生物群落改变的一个关键因子(Wan et al., 2015), 因此在该模型中土壤碳氮比被作为一个独立的变量。在方差分解与SEM模型中, 植物物种组成均由植物群落矩阵的NMDS排序第一轴的得分值代替。对NMDS的排序轴进行了旋转以确保NMDS第一轴能够最大程度地代表植物群落相异性的变异。植物生物量组成由4个功能群(莎草、禾草、豆科和杂草)生物量比例的主成分分析第一轴代替, 可解释45.2%的变异。最大似然χ2拟合优度检验、Bollen-Stine靴带值检验与拟合优度指数(GFI)用于检验SEM模型的拟合优度。在这些检验中, 较高的p值(≥ 0.05)被认为是理想的拟合。

2 结果和分析

2.1 不同斑块的植物特征

从低密度到高密度斑块, 黄帚橐吾的个体数量递增, 且各斑块间差异显著(F = 174.7, p < 0.001; 表1), 说明本研究所选择的密度梯度能够很好地反映黄帚橐吾的扩张程度。对照、低密度和中密度3个斑块中的植物物种丰富度均显著高于高密度斑块, 从对照斑块到高密度斑块, 杂草生物量和总生物量依次升高, 而禾草的生物量依次减小(表1)。豆科生物量在4个斑块间无显著差异, 莎草生物量在对照斑块中最高, 并显著高于中密度斑块(表1)。

2.2 不同斑块的土壤理化性质

黄帚橐吾的种群扩张显著改变了土壤速效氮浓度(F = 3.9, p = 0.02)与速效氮磷比(F = 3.3, p = 0.046)。在高密度斑块中, 土壤速效氮浓度与速效氮磷比最低, 其他土壤理化指标(如土壤含水量、pH值、总氮、有机碳等)在各斑块间均无显著差异(表2)。

Table 2
表2
表2不同斑块的土壤理化性质(平均值±标准误差, n = 5)
Table 2Soil characteristics in different patches (mean ± SE, n = 5)
斑块
Patch
含水量
Soil
moisture (%)
pH值
pH value
含沙量
Sand
content (%)
速效氮
Available nitrogen
(mg·kg-1)
速效磷
Available Phosphorus
(mg·kg-1)
速效氮磷比
Available N/P
总氮
Total nitrogen (%)
有机碳
Organic
carbon (%)
对照斑块 Control35.5 ± 2.16.3 ± 0.220.1 ± 1.125.6 ± 3.1ab4.3 ± 0.96.9 ± 1.52ab0.5 ± 0.13.3 ± 0.4
低密度斑块 LD39.2 ± 1.96.3 ± 0.219.1 ± 1.423.8 ± 1.2ab2.8 ± 0.18.7 ± 0.71ab0.5 ± 0.13.2 ± 0.1
中密度斑块 MD36.1 ± 1.26.1 ± 0.217.8 ± 1.034.7 ± 4.4a3.2 ± 0.411.2 ± 1.04a0.6 ± 0.13.7 ± 0.4
高密度斑块 HD41.3 ± 2.56.0 ± 0.217.5 ± 2.622.2 ± 1.6b3.9 ± 0.66.2 ± 1.11b0.6 ± 0.14.2 ± 0.5
Significant differences within each variable among patches were tested using Tukey’s HSD test, and different lowercase letters indicate significant difference (p ≤ 0.05). LD, low density patch; MD, moderate density patch; HD, high density patch.
使用HSD Tukey检验不同斑块间每个变量的显著性差异, 不同小写字母表示差异显著(p ≤ 0.05)。

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2.3 土壤微生物的功能多样性及群落组成

中密度与高密度斑块的AWCD显著高于对照斑块, 但低密度、中密度与高密度斑块间无显著差异(数据未显示); 各斑块间H、碳源利用数、E虽无显著差异, 但4个斑块间的土壤微生物碳源代谢结构差异显著(Permutest分析: F = 7.0, p = 0.001), 表现为对照斑块与低密度斑块间的碳源代谢结构相似(DiffControl-LD = 0.024, p = 0.74), 但不同于其他2个斑块(DiffControl-MD = 0.081, p = 0.017; DiffControl-HD = 0.093, p = 0.006)(图1)。将植物、土壤与土壤微生物所有变量均拟合到NMDS排序图上, 发现有5个变量与土壤微生物碳源的代谢结构显著相关, 其中AWCD的相关性最高, 黄帚橐吾密度次之, 植物群落总生物量最小(图1)。

图1

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图1基于Bray-Curtis相异性指数, 黄帚橐吾根围土壤微生物碳源代谢结构的非度量多维尺度排序图(NMDS)。图上仅显示与土壤微生物碳源代谢结构显著相关的变量(p ≤ 0.05)。椭圆代表平行样品间的标准偏差。Control, 对照斑块; LD, 低密度斑块; MD, 中密度斑块; HD, 高密度斑块。AWCD,平均颜色变化率。

Fig. 1Nonmetric multidimensional scaling (NMDS) ordination patterns of carbon resources utilization of soil microbial community lived in the rhizosphere of Ligularia virgaurea based on Bray-Curtis dissimilarity. Only some significant vectors (r2-values and p-values were shown on the right panels) at the 95% confidence level were displayed onto the NMDS ordination plots. Ellipses represent standard deviation among parallel samples. Control, control patch; LD, low density patch; MD, moderate density patch; HD, high density patch. AWCD, average well color development.



此外, 使用方差分解的方法探究黄帚橐吾密度、植物群落组成与生物量组成对土壤微生物碳源代谢结构的解释力, 发现上述变量共解释土壤微生物碳源代谢结构20.2%的变异。其中, 黄帚橐吾种群密度是最主要的解释因子, 能够解释19%的变异; 其次为植物物种组成, 解释8.9%的变异, 略高于植物生物量组成(6%)(图2)。

图2

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图2黄帚橐吾密度、植物物种组成、植物生物量组成对土壤微生物碳源代谢结构变异的独立与组合效应。图中数据源于方差分解分析, 代表相应解释变量的解释力。

Fig. 2Pure and shared effects of density of Ligularia virgaurea, plant species composition and plant biomass composition on the carbon resources utilization of soil microbial community. Numbers are derived from the variation partitioning analyses, and indicate the proportion of explained variations.



2.4 植物变量、土壤变量与土壤微生物群落间的关系

黄帚橐吾种群密度与土壤微生物群落的AWCD (图3A)、Shannon指数(图3B)与碳源利用数(图3C)均显著正相关。SEM模型很好地拟合了本试验所选取的变量(最大似然法, x2 = 1.7, df = 3, p = 0.65; Bollen-?Stine bootstrap, p = 0.76; GFI = 0.97)。在该模型中植物物种组成作为AWCD改变的总因, 对AWCD的效应主要通过两条路径实现, 一条由植物生物量组成的改变所介导, 另一条由黄帚橐吾种群密度的变化所介导(图4)。黄帚橐吾的种群密度所介导的路径总效应(λ = 0.126)强于植物生物量组成所介导的路径效应(λ = 0.031)(图4)。此外, 虽然该模型仅解释了10%的AWCD的变异, 但AWCD却对黄帚橐吾种群扩张存在较强的正反馈作用(λ = 0.27)(图4)。

图3

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图3黄帚橐吾密度与土壤微生物群落平均颜色变化率(AWCD) (A)、Shannon指数(H) (B)、碳源利用数(C)间的线性回归。

Fig. 3Linear regression of density of Ligularia virgaurea versus average well color development (AWCD) (A), Shannon index (H) (B) and utilization number of carbon resources (C) of soil microbial community.



图4

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图4植物物种组成对植物生物量组成, 黄帚橐吾密度、土壤碳氮比与土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)的直接和间接影响。箭头上的数值表示路径系数(λ ≥ 0.05表示路径具有显著性)。GFI,拟合优度指数。

Fig. 4Direct and indirect effects of plant species composition on density of Ligularia virgaurea, plant biomass composition, soil C/N ratio and average well color development (AWCD) of soil microbial community. The numbers above the arrows indicate path coefficients (λ ≥ 0.05 indicates significant pathway). GFI, goodness of fitted index.



3 讨论

作为微生物研究载体, Biolog-Eco板通过微生物群落对碳源的不同利用程度来表征微生物功能的动态变化。接种培养的土壤微生物对每种碳源的利用能力不同, 因此通过测定土壤微生物群落的AWCD, 就可以获悉微生物群落碳源代谢的变化情况(Garland & Mills, 1991)。AWCD反映了土壤微生物利用碳源能力和代谢活性的大小, 其值越高, 土壤中微生物群落代谢活力也就越高(Konopka et al., 1998)。在本研究中, 随着黄帚橐吾密度的增加, AWCD也线性增加, 说明黄帚橐吾种群的扩张提高了土壤微生物的代谢活力。该结果与Shi等(2011)的研究结果一致, 他们发现黄帚橐吾的种群扩张能够提高土壤酶活性。一般而言, 土壤微生物活性的提高会加速土壤养分的循环, 提高土壤养分含量。但在本研究中黄帚橐吾的种群扩张不仅未能提高土壤养分, 反而降低了土壤养分。类似结果也出现在其他一些毒杂草的研究中, 如加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)也可通过促进微生物的矿化速率和铵化速率, 促进其自身快速生长而大量消耗入侵地的土壤养分, 导致土壤养分的限制(陆建忠等, 2005)。此外, 本研究中黄帚橐吾根的平均氮浓度(7.25 mg·g-1)显著低于其周围植物根的氮含量(11.24 mg·g-1), 说明黄帚橐吾较其周围植物对土壤养分限制具有更高的耐受力。基于上述分析, 可推断通过增加土壤微生物活力促进其自身种群数量的增加, 进而降低土壤养分水平, 使其有益于自身的生长可能是黄帚橐吾种群扩张的一种机制。SEM模型也进一步支持了这一机制, 模拟结果显示AWCD对黄帚橐吾的种群扩张具有较强的正反馈作用(λ = 0.27)。

此外, 黄帚橐吾的种群扩张也能改变土壤微生物群落水平的碳源代谢结构。此结果与其他一些研究(于兴军等, 2005; 孙备等, 2016)的结果一致。上述研究发现入侵植物能够通过改变入侵地的土壤微生物群落, 破坏入侵地植物与土壤微生物之间长期形成的反馈作用, 影响入侵地土著植物的生长和种群的更新, 使自身间接地获利。这也说明了土壤微生物群落组成的改变是黄帚橐吾种群大面积扩张的又一机制。两个原因可以解释黄帚橐吾种群扩张所引起的土壤微生物群落的改变: 第一, 不同植物功能群化学计量特征不一致(刘旻霞和朱柯嘉, 2013), 因此黄帚橐吾种群扩张所引起的各功能群生物量组成的改变会直接影响返回土壤的植物凋落物的质量与数量, 并最终通过土壤碳氮比的变化导致土壤微生物群落的改变。第二, 虽然本研究并未直接测定土壤微生物群落对黄帚橐吾的化感物质的响应, 但已有研究证实其他植物的化感物质能够改变土壤微生物群落结构和功能(Callaway et al., 2008)。因此,笔者推测黄帚橐吾分泌的化感物质也有可能改变土壤微生物群落的组成,但这一推测仍有待确定。然而,由于本研究仅选择了一个研究样点, 且尺度较小, 因此本研究结论的可靠性仍需进一步论证。进一步的研究应多点布局, 在更大尺度上采用野外与室内控制试验相结合的策略直接验证土壤微生物对黄帚橐吾种群扩张的反馈作用。

4 结论

通过比较4个黄帚橐吾斑块间植物群落、土壤理化性质与微生物功能多样性的差异, 发现黄帚橐吾种群的扩张提高了土壤微生物群落的活性, 但降低了土壤速效氮的浓度。各斑块间Shannon指数、碳源利用数、均一度指数均无显著差异, 但高密度斑块的土壤微生物碳源代谢结构与对照斑块差异显著。说明提高分布地土壤微生物的活性, 改变土壤微生物功能多样性所导致的土壤氮素营养的限制是黄帚橐吾种群数量急剧增加的一个原因。



The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。


参考文献 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

Callaway RM, Cipollini D, Barto K, Thelen GC, Hallett SG, Prati D, Stinson K, Klironomos J ( 2008). Novel weapons: Invasive plant suppresses fungal mutualists in America but not in its native Europe
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DOI:10.1890/07-0370.1URL [本文引用: 1]

Garland JL, Mills AL ( 1991). Classification and characterization of heterotrophicmicrobial communities on the basis of patterns of community-level sole carbon source utilization
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Acta Ecologica Sinica, 27, 3091-3098.

DOI:10.3321/j.issn:1000-0933.2007.08.001URL [本文引用: 1]
以高寒草甸克隆植物黄帚橐吾为实验材料,通过遮荫网模拟植被遮荫,研究种 子大小与萌发及幼苗生长能力的关系和幼苗对光照条件的反应.结果表明:(1)在自然光照下,黄帚橐吾种子大小对种子萌发的影响显著,大种子的萌发率高于小 种子.遮荫生境下,大、小种子萌发率有所降低,但遮荫对小种子萌发的影响比大种子显著.小种子的萌发率下降了近1/8,而大种子的萌发率仅下降了1 /11.(2)黄帚橐吾种子大小对幼苗生物量积累影响显著,大种子幼苗总生物量(TB)大于小种子幼苗的.但生物量的分配与播种时间相关,播种后60 d,在自然光照条件下,大种子幼苗对根生物量的分配大于小种子幼苗,而对叶生物量的分配则正好相反.在遮荫环境中,大、小种子幼苗普遍对根的生物量分配增 加,大种子幼苗根冠比(R/S)大于小种子幼苗.(3)黄帚橐吾种子大小对幼苗的生长也有明显影响.在自然光照下,小种子幼苗的相对生长速率(RGR)较 大于大种子幼苗,但叶面积比率(LAR)、叶面积干质量比(SLA)、叶干质量(LWR)差别不明显.在遮荫条件下,幼苗的LAR、SLA、LWR显著增 加,但大、小种子幼苗间差异不显著,幼苗的RGR减小,小种子幼苗的减小趋势大于大种子幼苗.
[ 何彦龙, 王满堂, 杜国祯 ( 2007). 不同光照处理下青藏高原克隆植物黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)种子大小对其幼苗生长的影响
生态学报, 27, 3091-3098.]

DOI:10.3321/j.issn:1000-0933.2007.08.001URL [本文引用: 1]
以高寒草甸克隆植物黄帚橐吾为实验材料,通过遮荫网模拟植被遮荫,研究种 子大小与萌发及幼苗生长能力的关系和幼苗对光照条件的反应.结果表明:(1)在自然光照下,黄帚橐吾种子大小对种子萌发的影响显著,大种子的萌发率高于小 种子.遮荫生境下,大、小种子萌发率有所降低,但遮荫对小种子萌发的影响比大种子显著.小种子的萌发率下降了近1/8,而大种子的萌发率仅下降了1 /11.(2)黄帚橐吾种子大小对幼苗生物量积累影响显著,大种子幼苗总生物量(TB)大于小种子幼苗的.但生物量的分配与播种时间相关,播种后60 d,在自然光照条件下,大种子幼苗对根生物量的分配大于小种子幼苗,而对叶生物量的分配则正好相反.在遮荫环境中,大、小种子幼苗普遍对根的生物量分配增 加,大种子幼苗根冠比(R/S)大于小种子幼苗.(3)黄帚橐吾种子大小对幼苗的生长也有明显影响.在自然光照下,小种子幼苗的相对生长速率(RGR)较 大于大种子幼苗,但叶面积比率(LAR)、叶面积干质量比(SLA)、叶干质量(LWR)差别不明显.在遮荫条件下,幼苗的LAR、SLA、LWR显著增 加,但大、小种子幼苗间差异不显著,幼苗的RGR减小,小种子幼苗的减小趋势大于大种子幼苗.

Konopka A, Oliver L, Turco RF ( 1998). The use of carbon substrate utilization patterns in environmental and ecological microbiology
Microbial Ecology, 35, 103-115.

DOI:10.1007/s002489900065URLPMID:9541547 [本文引用: 1]
Carbon substrate utilization patterns have found increasing use in environmental and ecological microbiology over the past five years. Ninety six-well microtiter plates containing various carbon substrates permit these patterns to be determined quickly, economically, and effectively. The use of these patterns to characterize and differentiate strains isolated from the environment has been very effective in providing information on the culturable fraction of the microbial community. Another approach involves the direct inoculation of natural samples into these microtiter plates; this approach has several fundamental problems. The inoculation of low cell densities into the wells means that the technique is a culture-based method in which the biases of enrichment culture may render the results unrepresentative of the native microbiota. The physiological state of the inoculated microbes may affect the kinetics and pattern of substrate utilization. As a measure of the functional diversity of microbial communities, this approach suffers because the tested substrates do not accurately represent the types of substrates present in ecosystems, and the metabolic redundancy of species implies that changes in the response may only crudely represent the actual microbial population dynamics. Therefore, although this approach can be used to determine whether environmental samples differ in their response patterns, it is unclear how it can be used to provide fundamental information on questions of microbial diversity.

Liu MX, Zhu KJ ( 2013). Characteristics of nitrogen and phosphorus stoichiometry of plants in different functional groups on alpine meadow in the eastern edge of Tibetan Plateau
Chinese Journal of Grassland, 35(2), 52-58.

DOI:10.3969/j.issn.1673-5021.2013.02.010 [本文引用: 1]
通过对青藏高原高寒草甸坡向梯度上植物样地的调查,研究了不同功能群(禾草、非豆科杂草及豆科)植物之间N∶P化学计量特征及比叶面积的差异,并结合分析土壤因子,探讨了它们与土壤温度、水分及养分之间的关系。研究结果显示:豆科植物的氮含量及氮磷比在不同坡向均高于其它功能群,禾草的氮含量、磷含量及比叶面积在不同坡向上均显著低于其它功能群,杂草的氮磷比在阴坡-阳坡梯度上有一个明显的上升趋势,根据氮磷比值判断,杂草在阴坡倾向于N限制,在阳坡则倾向于P限制,而豆科植物在不同坡向均倾向于P限制,禾草介于二者之间。相关分析表明,坡向梯度上土壤全磷、含水量与植物叶片磷含量、比叶面积显著正相关,与叶片氮磷比显著负相关;土壤温度、pH与植物叶片磷含量、比叶面积显著负相关,与植物叶片氮磷比显著正相关。土壤含水量、土壤温度与土壤全磷含量对不同坡向功能群氮磷化学计量特征的影响起着主要作用。
[ 刘旻霞, 朱柯嘉 ( 2013). 青藏高原东缘高寒草甸不同功能群植物氮磷化学计量特征研究
中国草地学报, 35(2), 52-58.]

DOI:10.3969/j.issn.1673-5021.2013.02.010 [本文引用: 1]
通过对青藏高原高寒草甸坡向梯度上植物样地的调查,研究了不同功能群(禾草、非豆科杂草及豆科)植物之间N∶P化学计量特征及比叶面积的差异,并结合分析土壤因子,探讨了它们与土壤温度、水分及养分之间的关系。研究结果显示:豆科植物的氮含量及氮磷比在不同坡向均高于其它功能群,禾草的氮含量、磷含量及比叶面积在不同坡向上均显著低于其它功能群,杂草的氮磷比在阴坡-阳坡梯度上有一个明显的上升趋势,根据氮磷比值判断,杂草在阴坡倾向于N限制,在阳坡则倾向于P限制,而豆科植物在不同坡向均倾向于P限制,禾草介于二者之间。相关分析表明,坡向梯度上土壤全磷、含水量与植物叶片磷含量、比叶面积显著正相关,与叶片氮磷比显著负相关;土壤温度、pH与植物叶片磷含量、比叶面积显著负相关,与植物叶片氮磷比显著正相关。土壤含水量、土壤温度与土壤全磷含量对不同坡向功能群氮磷化学计量特征的影响起着主要作用。

Liu ZJ, Du GZ, Chen JK ( 2002). Size-dependent reproductive allocation of Ligularia virgaurea in different habitats.
Acta Phytoecologica Sinica, 26, 44-50.

[本文引用: 1]

[ 刘左军, 杜国祯, 陈家宽 ( 2002). 不同生境下黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)个体大小依赖的繁殖分配
植物生态学报, 26, 44-50.]

[本文引用: 1]

Lu JZ, Qiu W, Chen JK, Li B ( 2005). Impact of invasive species on soil properties: Canadian goldenrod (Solidago canadensis) as a case study.
Biodiversity Science, 13, 347-356.

DOI:10.3321/j.issn:1005-0094.2005.04.008URL [本文引用: 1]
生物入侵已给人类社会带来了巨大的环境和经济损失,但关于植物入侵对生态系统的影响后果还知之甚少。土壤是生态系统的重要组成部分,植物入侵对土壤特性的影响已引起了生态学家的普遍关注。我们将原产北美的入侵杂草加拿大一枝黄花(Solidagocanadensis)和同属土著植物一枝黄花(S.decurrens)种植在具有相同利用历史的土壤中,通过检测生长后期不同植物下土壤特性的差异来研究加拿大一枝黄花的入侵后果。测定的土壤特性包括pH值、总碳、总氮、土壤有机质、硝态氮、铵态氮、净铵化速率、净硝化速率和净矿化速率等。野外选取了加拿大一枝黄花的典型入侵地上海江湾绿地进行土壤特性调查作为辅证。移栽实验和野外调查得到了基本一致的结果:加拿大一枝黄花调节了土壤pH值,增加了总碳、氮库和有机质库,降低了铵氮库和硝氮库。加拿大一枝黄花还促进了微生物的矿化速率和铵化速率,这表明该物种提高了土壤无机氮和铵氮的供给。控制无机氮浓度和无机氮形式的独立实验表明,高氮供给和富铵氮条件有利于加拿大一枝黄花的生长。本研究不仅为外来植物入侵后果的评估提供实验证据,而且为植物成功入侵的机制探索提供思路。
[ 陆建忠, 裘伟, 陈家宽, 李博 ( 2005). 入侵种加拿大一枝黄花对土壤特性的影响
生物多样性, 13, 347-356.]

DOI:10.3321/j.issn:1005-0094.2005.04.008URL [本文引用: 1]
生物入侵已给人类社会带来了巨大的环境和经济损失,但关于植物入侵对生态系统的影响后果还知之甚少。土壤是生态系统的重要组成部分,植物入侵对土壤特性的影响已引起了生态学家的普遍关注。我们将原产北美的入侵杂草加拿大一枝黄花(Solidagocanadensis)和同属土著植物一枝黄花(S.decurrens)种植在具有相同利用历史的土壤中,通过检测生长后期不同植物下土壤特性的差异来研究加拿大一枝黄花的入侵后果。测定的土壤特性包括pH值、总碳、总氮、土壤有机质、硝态氮、铵态氮、净铵化速率、净硝化速率和净矿化速率等。野外选取了加拿大一枝黄花的典型入侵地上海江湾绿地进行土壤特性调查作为辅证。移栽实验和野外调查得到了基本一致的结果:加拿大一枝黄花调节了土壤pH值,增加了总碳、氮库和有机质库,降低了铵氮库和硝氮库。加拿大一枝黄花还促进了微生物的矿化速率和铵化速率,这表明该物种提高了土壤无机氮和铵氮的供给。控制无机氮浓度和无机氮形式的独立实验表明,高氮供给和富铵氮条件有利于加拿大一枝黄花的生长。本研究不仅为外来植物入侵后果的评估提供实验证据,而且为植物成功入侵的机制探索提供思路。

Mehlich A ( 1984). Mehlich 3 soil test extractant: A modification of Mehlich 2 extractant
Communications in Soil Science and Plant Analysis, 15, 1409-1416.

DOI:10.1080/00103628409367568URL [本文引用: 1]

Niu HB, Liu WX, Wan FH ( 2007). Invasive effects of Ageratina adenophora(Asteraceae) on soil microbial comm.unity and physical and chemical properties.
Acta Ecologica Sinica, 27, 3051-3060.

[本文引用: 1]

[ 牛红榜, 刘万学, 万方浩 ( 2007). 紫茎泽兰(Ageratina adenophora)入侵对土壤微生物群落和理化性质的影响
生态学报, 27, 3051-3060.]

[本文引用: 1]

Oksanen J, Blanchet FG, Kindt R ( 2017). Vegan: Community ecology package. R Package Version 2.2-1.
. Cite: 2017-07-17.

URL [本文引用: 1]

Philippot L, Raaijmakers JM, Lemanceau P, van der Putten WH ( 2013). Going back to the roots: The microbial ecology of the rhizosphere
Nature Reviews Microbiology, 11, 789-799.

DOI:10.1038/nrmicro3109URLPMID:24056930 [本文引用: 1]
Abstract The rhizosphere is the interface between plant roots and soil where interactions among a myriad of microorganisms and invertebrates affect biogeochemical cycling, plant growth and tolerance to biotic and abiotic stress. The rhizosphere is intriguingly complex and dynamic, and understanding its ecology and evolution is key to enhancing plant productivity and ecosystem functioning. Novel insights into key factors and evolutionary processes shaping the rhizosphere microbiome will greatly benefit from integrating reductionist and systems-based approaches in both agricultural and natural ecosystems. Here, we discuss recent developments in rhizosphere research in relation to assessing the contribution of the micro- and macroflora to sustainable agriculture, nature conservation, the development of bio-energy crops and the mitigation of climate change.

Quan GM, Dai TT, Zhang JE, Xu JL ( 2016). Impacts of Praxelis clematidea invasion on soil nutrient and microbiological characteristics.
Chinese Journal of Ecology, 35, 2883-2889.

DOI:10.13292/j.1000-4890.201611.010URL [本文引用: 1]
假臭草(Praxelis clematidea)是华南地区的主要外来入侵杂草之一,已对当地的生物多样性、农业生产和生态安全造成严重威胁。采用野外样方法研究了假臭草入侵(入侵年限4~5年)对土壤养分、土壤微生物生物量、土壤酶活性以及土壤微生物群落代谢活性、碳源利用特征与功能多样性的影响。结果表明,与土著灌木丛对照区相比,假臭草入侵使土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量显著降低,全磷、速效磷含量的变化不明显,但全钾含量显著上升;土壤微生物生物量碳、氮、磷显著下降;土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性亦显著降低,但土壤纤维素酶活性显著增加;假臭草入侵显著降低土壤微生物群落的功能多样性,平均孔颜色变化率(AWCD)、碳水化合物和羧酸类碳源的利用率以及土壤微生物群落的Mc Intosh指数(U)、丰富度指数(S)显著下降,Pielou均匀度指数(E)则显著上升,但两处理间的Shannon指数(H)、Simpson优势度指数(Ds)的差异不明显。这说明假臭草入侵造成土壤养分的大量损耗,土壤酶活性与土壤微生物群落功能多样性降低,土壤质量下降。
[ 全国明, 代亭亭, 章家恩, 徐嘉琳 ( 2016). 假臭草入侵对土壤养分与微生物群落功能多样性的影响
生态学杂志, 35, 2883-2889.]

DOI:10.13292/j.1000-4890.201611.010URL [本文引用: 1]
假臭草(Praxelis clematidea)是华南地区的主要外来入侵杂草之一,已对当地的生物多样性、农业生产和生态安全造成严重威胁。采用野外样方法研究了假臭草入侵(入侵年限4~5年)对土壤养分、土壤微生物生物量、土壤酶活性以及土壤微生物群落代谢活性、碳源利用特征与功能多样性的影响。结果表明,与土著灌木丛对照区相比,假臭草入侵使土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量显著降低,全磷、速效磷含量的变化不明显,但全钾含量显著上升;土壤微生物生物量碳、氮、磷显著下降;土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性亦显著降低,但土壤纤维素酶活性显著增加;假臭草入侵显著降低土壤微生物群落的功能多样性,平均孔颜色变化率(AWCD)、碳水化合物和羧酸类碳源的利用率以及土壤微生物群落的Mc Intosh指数(U)、丰富度指数(S)显著下降,Pielou均匀度指数(E)则显著上升,但两处理间的Shannon指数(H)、Simpson优势度指数(Ds)的差异不明显。这说明假臭草入侵造成土壤养分的大量损耗,土壤酶活性与土壤微生物群落功能多样性降低,土壤质量下降。

Shan BQ, Du GZ, Liu ZH ( 2000). Clonal growth of Ligularia virgaurea: Morphological response to nutrient variation.
Acta Phytoecologica Sinica, 24, 46-51.

[本文引用: 1]

[ 单宝庆, 杜国祯, 刘振恒 ( 2000). 不同养分条件下和不同生境类型中根茎草本黄帚橐吾的克隆生长
植物生态学报, 24, 46-51.]

[本文引用: 1]

Shi XM, Li XG, Wu RM, Yang YH, Long RJ ( 2011). Changes in soil biochemical properties associated with Ligularia virgaurea spreading in grazed alpine meadows.
Plant and Soil, 347, 65-78.

DOI:10.1007/s11104-011-0818-7URL
Ligularia virgaurea , a toxic perennial weed, has become a dominant species in the heavily-grazed alpine meadows of the eastern Qinghai–Tibetan Plateau over recent decades. We investigated changes in soil biochemical properties associated with L . virgaurea spreading in grazed alpine meadows at three sites. Soil and root biomass samples were taken at depths of 0–802cm, 8–1602cm and 16–2402cm from patches where L . virgaurea was dominant and from areas between L . virgaurea patches, with only other native species. Across sites, root biomass, acid-extracted carbohydrate C, organic C and N mineralization, and microbial biomass C and N concentrations in the top 8-cm layer were significantly higher while nitrate N concentration was significantly lower in L . virgaurea patches than in areas between L . virgaurea patches. The increased activities of dehydrogenase, β –glucosidase, urease and phosphatase in the top 8-cm layer under L. virgaurea were associated with enhanced soil microbial biomass. Our results indicate a close association between changes in soil biochemical properties in the top 8-cm layer and the spread of L . virgaurea in grazed alpine meadows of the eastern Qinghai–Tibetan Plateau.

Sun B, Li JD, Wang GJ, Zhong RT, Li S ( 2016). Effects of exotic Ambrosia trifida L. on plant-soil microbial feedback in its invaded ecosystem.
Ecology and Environmental Sciences, 25, 1174-1180.

[本文引用: 2]

[ 孙备, 李建东, 王国骄, 钟日亭, 李姝 ( 2016). 三裂叶豚草对其入侵地植物-土壤微生物反馈作用的影响
生态环境学报, 25, 1174-1180.]

[本文引用: 2]

Tai FJ, Zhu XZ, Han CX, Zhang C, Shao H ( 2016). Effects of aqueous extract of the invasive plant Xanthium italicum Moretti on soil microbial community, soil enzyme activity and soil nutrient.
Ecological Science, 35, 71-78.

[本文引用: 1]

[ 邰凤姣, 朱珣之, 韩彩霞, 张弛, 邵华 ( 2016). 外来入侵植物意大利苍耳对土壤微生物群落、土壤酶活性和土壤养分的影响
生态科学, 35, 71-78.]

[本文引用: 1]

Wan X, Huang Z, He Z, Yu M, Wang M, Davis MR, Yang YS ( 2015). Soil C:N ratio is the major determinant of soil microbial community structure in subtropical coniferous and broadleaf forest plantations
Plant and Soil, 387, 103-116.

DOI:10.1007/s11104-014-2277-4URL [本文引用: 1]
Aims This study aimed to determine the influence of tree species on soil microbial community structure.

Wang MT, Zhao ZG, Du GZ, He YL ( 2008). Effects of light on the growth and clonal reproduction of Ligularia virgaurea.
Journal of Integrative Plant Biology, 50, 1015-1023.

[本文引用: 1]

Wu GL, Hu TM, Liu ZH ( 2010). Trade-off of sexual and asexual recruitment in a dominant weed Ligularia virgaurea Maxim. in alpine grasslands (China).
Polish Journal of Ecology, 58, 81-86.

DOI:10.1016/j.polar.2009.11.001 [本文引用: 1]
Ligularia virgaurea (Maxim.) is a typical naturally-occurring native noxious weed, widely distributed in alpine grasslands of the Tibetan Plateau, China. Three field sampling plots (30 m ' 50 m) dominated by L. virgaurea were selected to study its population colonization mode and the relationship between sexual- and clonalrecruitment in alpine meadow of the Qinghai-Tibetan Plateau, NW China. Field investigations were conducted on its soil seed bank, seed rain and the individuals of new recruitment (seedlings and ramets) to study its sexual and asexual recruitment. And, 46 individuals which produced the seeds were selected randomly to study their relationship between seed production and ramet production. Results showed that there were more ramets (26.23 ramets m[^-2]) and less seedlings (6.70 seedlings m[^-2]) and a mean value of seed rain was close to 8.04 seeds m[^-2], but the soil seed bank for this species was not found in study sites. Significantly negative correlations (r = -0.416, P <0.001) between seed number per individual and ramet number per adult individual were found for L. vrigaurea in studied alpine grasslands. Our results revealed that clonal reproduction was the main population colonization mode. In addition, there was a significantly negative relationship between seed production and ramets for this species.

Wu GL, Ren GH, Shi ZH ( 2011). Phytotoxic effects of a dominant weed Ligularia virgaurea on seed germination of Bromus inermis in an alpine meadow community.
Plant Ecology and Evolution, 44, 275-280.

URL [本文引用: 1]
Background and aims - is an invasive weed species in the alpine meadow community that contains allelopathic compounds, which may affect seed germination of other co-existent species. Material and methods - In a laboratory study, allelopathic effects of root, stem and leaf aqueous extracts of , were evaluated on seed germination of , a native grass species. Key results - Results showed that root, stem and leaf extracts of significantly decreased the germination percentage, relative germination percentage, germination index and weighted germination index of . First germination time and mean germination time of were also delayed. The concentration of the extracts had no significant effects on the germination indices. The type of extract (root, stem or leaf), on the contrary, showed the following trend on the mean relative germination percentage: RGP leaf extract treatment > RGP stem extract treatment > RGP root extract treatment. The response index values of root, stem and leaf aqueous extracts differ as follows: RI root extracts > RI stem extracts > RI leaf extracts. Conclusion - Our results demonstrate that aqueous extracts of have a significant allelopathic inhibition on seed germination of . The root extracts of have a greater inhibition effect on seed germination of , relative to stem and the leaf extracts.

Xie TP, Du GZ, Zhang GF, Zhao ZG ( 2010). Effects of inflorescence position on seed production and seedling establishment in Ligularia virgaurea.
Chinese Journal of Plant Ecology, 34, 418-426.

DOI:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.04.007URL [本文引用: 1]
关于开花植物花序内变异原因的研究有很多,而关于花序内资源分配的位置效 应产生影响的研究并不常见.通过对青藏高原高寒草甸退化草地一种花序轴基向发育的优势毒杂草黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)的野外调查和方差分析发现,其种子生产存在显著的位置效应.结实率和种子平均重表现出顶部头状花序>基部头状花序的变化趋势, 胚珠平均数则基部>顶部,而中部种子平均数最多.通过室内萌发实验和野外盆栽实验研究了位置效应对幼苗建植能力的影响,发现基部种子的萌发开始时间 比顶部种子早,萌发率和出苗率在部位间的差异不显著,而部位间幼苗存活率表现一致;幼苗的根冠比和光合速率表现出顶部>基部的变化趋势,而幼苗总生 物量的差异不显著,这些幼苗特性在两种肥力条件下表现一致,这说明不同花序部位种子的差异是该种植物所固有的特征,且部位间种子的萌发和幼苗生长对策不 同.但相对于基部种子,顶部种子扩散距离更远,拓展到新生境的能力更强,相对较高的幼苗根冠比和净光合速率增强了其幼苗建植能力,对自然种群的更新补充有 着更重要的生态学意义,对扩大种群和植被更新有更大的贡献.
[ 谢田朋, 杜国祯, 张格非, 赵志刚 ( 2010). 黄帚橐吾种子生产的花序位置效应及其对幼苗建植的影响
植物生态学报, 34, 418-426.]

DOI:10.3773/j.issn.1005-264x.2010.04.007URL [本文引用: 1]
关于开花植物花序内变异原因的研究有很多,而关于花序内资源分配的位置效 应产生影响的研究并不常见.通过对青藏高原高寒草甸退化草地一种花序轴基向发育的优势毒杂草黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)的野外调查和方差分析发现,其种子生产存在显著的位置效应.结实率和种子平均重表现出顶部头状花序>基部头状花序的变化趋势, 胚珠平均数则基部>顶部,而中部种子平均数最多.通过室内萌发实验和野外盆栽实验研究了位置效应对幼苗建植能力的影响,发现基部种子的萌发开始时间 比顶部种子早,萌发率和出苗率在部位间的差异不显著,而部位间幼苗存活率表现一致;幼苗的根冠比和光合速率表现出顶部>基部的变化趋势,而幼苗总生 物量的差异不显著,这些幼苗特性在两种肥力条件下表现一致,这说明不同花序部位种子的差异是该种植物所固有的特征,且部位间种子的萌发和幼苗生长对策不 同.但相对于基部种子,顶部种子扩散距离更远,拓展到新生境的能力更强,相对较高的幼苗根冠比和净光合速率增强了其幼苗建植能力,对自然种群的更新补充有 着更重要的生态学意义,对扩大种群和植被更新有更大的贡献.

Yang JM, Chen XL, Zhang MH, Dong P, Wen FX ( 2010). Morphological differentiation of seeds of the clonal herb Ligularia virgaurea in the eastern Qinghai-Tibet Plateau.
Journal of Northwest A & F University (Natural Science Edition), 38(1), 60-65.

URL [本文引用: 1]
【目的】研究青藏高原东缘黄帚橐吾种子大小的变异式样,及海拔高度对种子大小的影响。【方法】采集青藏高原东缘不同海拔高度分布的3个黄帚橐吾自然种群的种子,测量并计算种子的长度、宽度、高度、千粒质量等9项形态学指标,用单因素方差分析法评价各指标的变异程度,并对上述指标与种群分布的海拔高度和种子总体方差的相关性进行分析。【结果】①黄帚橐吾种子的表型性状在种群内和种群间均存在一定程度的变异,其中种子长/高的变异系数在3个种群内及各种群间均最高,而种子千粒质量的变异系数均最低,表明种子质量较稳定。②黄帚橐吾种群间种子表型性状的t检验结果说明,种群间已产生较明显的表型性状分化。③相关分析结果表明,海拔高度与黄帚橐吾种子表型性状之间存在一定程度的相关性,黄帚橐吾种子的表型性状随海拔升高表现出先增大后减小但总体增大的趋势;总体方差与种子长/高具有较高的相关性。【结论】种子长/高可以替代总体方差来衡量黄帚橐吾种子的整体形态;海拔是影响黄帚橐吾种子大小及变异的一个重要因素。
[ 杨建美, 陈学林, 张慕华, 董平, 温发昕 ( 2010). 青藏高原东缘黄帚橐吾种子的形态分化研究
西北农林科技大学学报(自然科学版), 38(1), 60-65.]

URL [本文引用: 1]
【目的】研究青藏高原东缘黄帚橐吾种子大小的变异式样,及海拔高度对种子大小的影响。【方法】采集青藏高原东缘不同海拔高度分布的3个黄帚橐吾自然种群的种子,测量并计算种子的长度、宽度、高度、千粒质量等9项形态学指标,用单因素方差分析法评价各指标的变异程度,并对上述指标与种群分布的海拔高度和种子总体方差的相关性进行分析。【结果】①黄帚橐吾种子的表型性状在种群内和种群间均存在一定程度的变异,其中种子长/高的变异系数在3个种群内及各种群间均最高,而种子千粒质量的变异系数均最低,表明种子质量较稳定。②黄帚橐吾种群间种子表型性状的t检验结果说明,种群间已产生较明显的表型性状分化。③相关分析结果表明,海拔高度与黄帚橐吾种子表型性状之间存在一定程度的相关性,黄帚橐吾种子的表型性状随海拔升高表现出先增大后减小但总体增大的趋势;总体方差与种子长/高具有较高的相关性。【结论】种子长/高可以替代总体方差来衡量黄帚橐吾种子的整体形态;海拔是影响黄帚橐吾种子大小及变异的一个重要因素。

Yu XJ, Yu D, Lu ZJ, Ma KP ( 2005). A possible mechanism of plant invasion: Invasive plant influence the growth of indigenous species through changing soil microbial community of invasive land
Chinese Science Bulletin, 50, 896-903.

[本文引用: 2]

[ 于兴军, 于丹, 卢志军, 马克平 ( 2005). 一个可能的植物入侵机制: 入侵种通过改变入侵地土壤微生物群落影响本地种的生长
科学通报, 50, 896-903.]

[本文引用: 2]

Zhou H, Zhao X, Tang Y, Gu S, Zhou L ( 2005). Alpine grassland degradation and its control in the source region of the Yangtze and Yellow Rivers, China
Grassland Science, 51, 191-203.

DOI:10.1111/j.1744-697X.2005.00028.xURL [本文引用: 1]
Abstract Serious grassland degradation is endangering the environment of the source regions of the Yangtze and Yellow Rivers (SRYYR). There is an urgent need to analyze and review the grassland resources, status of grassland degradation, factors causing grassland degradation, and measures for grassland protection and restoration so as to ensure sustainable development in the SRYYR. This review shows that: (1) The alpine meadow, one of the most important grassland types in the SRYYR, can be divided into four subtypes: typical alpine meadow, alpine swamp meadow, alpine steppe meadow and alpine shrub meadow. (2) There is approximately 357.13× 10 4 ha degraded grassland in this area, which is 34.34% of the area of all the investigated grasslands in the SRYYR, and heavily degraded grasslands cover an area of 74.34× 10 4 ha, approximately 20.82% of the degraded grasslands. (3) Alpine grassland degradation in the SRYYR follows the following sequence: non-degraded grassland → lightly degraded grassland → moderately degraded grassland → heavily degraded grassland. (4) Grassland degradation in the SRYYR is caused by the integrated effect of anthropogenic and natural factors. The principal factors causing grassland degradation are thought to be long-term overgrazing and the destruction by rodents that follows, and climate warming, which accelerates the grassland degradation process. (5) Some effective management practices (e.g. rodent and ruderal weed control, establishment of artificial grassland, rational management of grassland, and optimizing livestock structure) and integrated countermeasures for the restoration of degraded grasslands have been developed in the SRYYR.
Novel weapons: Invasive plant suppresses fungal mutualists in America but not in its native Europe
1
2008

... id="C35">此外, 黄帚橐吾的种群扩张也能改变土壤微生物群落水平的碳源代谢结构.此结果与其他一些研究(于兴军等, 2005; 孙备等, 2016)的结果一致.上述研究发现入侵植物能够通过改变入侵地的土壤微生物群落, 破坏入侵地植物与土壤微生物之间长期形成的反馈作用, 影响入侵地土著植物的生长和种群的更新, 使自身间接地获利.这也说明了土壤微生物群落组成的改变是黄帚橐吾种群大面积扩张的又一机制.两个原因可以解释黄帚橐吾种群扩张所引起的土壤微生物群落的改变: 第一, 不同植物功能群化学计量特征不一致(刘旻霞和朱柯嘉, 2013), 因此黄帚橐吾种群扩张所引起的各功能群生物量组成的改变会直接影响返回土壤的植物凋落物的质量与数量, 并最终通过土壤碳氮比的变化导致土壤微生物群落的改变.第二, 虽然本研究并未直接测定土壤微生物群落对黄帚橐吾的化感物质的响应, 但已有研究证实其他植物的化感物质能够改变土壤微生物群落结构和功能(Callaway et al., 2008).因此,笔者推测黄帚橐吾分泌的化感物质也有可能改变土壤微生物群落的组成,但这一推测仍有待确定.然而,由于本研究仅选择了一个研究样点, 且尺度较小, 因此本研究结论的可靠性仍需进一步论证.进一步的研究应多点布局, 在更大尺度上采用野外与室内控制试验相结合的策略直接验证土壤微生物对黄帚橐吾种群扩张的反馈作用. ...

Classification and characterization of heterotrophicmicrobial communities on the basis of patterns of community-level sole carbon source utilization
2
1991

... id="C13">用Biolog微平板作为微生物研究载体, 基于Garland和Mills (1991)的方法, 并改进如下: 在超净工作台中将10 g鲜土加入盛有90 mL 0.85%无菌NaCl溶液的250 mL三角瓶中, 封口后以250 r·min-1的速度振荡30 min; 静置10 min后, 取5 mL上清液加入45 mL 0.85%无菌NaCl溶液, 重复以上过程, 将土壤悬浮液最终稀释1β000倍, 用8道移液器吸取150 μL稀释液加入到3 × 31种碳源物质的Biolog-Eco微平板中, 最后将Biolog-Eco微平板置于25 ℃恒温培养箱中培养, 每隔12 h在Biolog微孔板读数仪上读取590 nm波长的数据, 持续7天. ...

... id="C34">作为微生物研究载体, Biolog-Eco板通过微生物群落对碳源的不同利用程度来表征微生物功能的动态变化.接种培养的土壤微生物对每种碳源的利用能力不同, 因此通过测定土壤微生物群落的AWCD, 就可以获悉微生物群落碳源代谢的变化情况(Garland & Mills, 1991).AWCD反映了土壤微生物利用碳源能力和代谢活性的大小, 其值越高, 土壤中微生物群落代谢活力也就越高(Konopka et al., 1998).在本研究中, 随着黄帚橐吾密度的增加, AWCD也线性增加, 说明黄帚橐吾种群的扩张提高了土壤微生物的代谢活力.该结果与Shi等(2011)的研究结果一致, 他们发现黄帚橐吾的种群扩张能够提高土壤酶活性.一般而言, 土壤微生物活性的提高会加速土壤养分的循环, 提高土壤养分含量.但在本研究中黄帚橐吾的种群扩张不仅未能提高土壤养分, 反而降低了土壤养分.类似结果也出现在其他一些毒杂草的研究中, 如加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)也可通过促进微生物的矿化速率和铵化速率, 促进其自身快速生长而大量消耗入侵地的土壤养分, 导致土壤养分的限制(陆建忠等, 2005).此外, 本研究中黄帚橐吾根的平均氮浓度(7.25 mg·g-1)显著低于其周围植物根的氮含量(11.24 mg·g-1), 说明黄帚橐吾较其周围植物对土壤养分限制具有更高的耐受力.基于上述分析, 可推断通过增加土壤微生物活力促进其自身种群数量的增加, 进而降低土壤养分水平, 使其有益于自身的生长可能是黄帚橐吾种群扩张的一种机制.SEM模型也进一步支持了这一机制, 模拟结果显示AWCD对黄帚橐吾的种群扩张具有较强的正反馈作用(λ = 0.27). ...

不同光照处理下青藏高原克隆植物黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)种子大小对其幼苗生长的影响
1
2007

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...

不同光照处理下青藏高原克隆植物黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)种子大小对其幼苗生长的影响
1
2007

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...

The use of carbon substrate utilization patterns in environmental and ecological microbiology
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1998

... id="C34">作为微生物研究载体, Biolog-Eco板通过微生物群落对碳源的不同利用程度来表征微生物功能的动态变化.接种培养的土壤微生物对每种碳源的利用能力不同, 因此通过测定土壤微生物群落的AWCD, 就可以获悉微生物群落碳源代谢的变化情况(Garland & Mills, 1991).AWCD反映了土壤微生物利用碳源能力和代谢活性的大小, 其值越高, 土壤中微生物群落代谢活力也就越高(Konopka et al., 1998).在本研究中, 随着黄帚橐吾密度的增加, AWCD也线性增加, 说明黄帚橐吾种群的扩张提高了土壤微生物的代谢活力.该结果与Shi等(2011)的研究结果一致, 他们发现黄帚橐吾的种群扩张能够提高土壤酶活性.一般而言, 土壤微生物活性的提高会加速土壤养分的循环, 提高土壤养分含量.但在本研究中黄帚橐吾的种群扩张不仅未能提高土壤养分, 反而降低了土壤养分.类似结果也出现在其他一些毒杂草的研究中, 如加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)也可通过促进微生物的矿化速率和铵化速率, 促进其自身快速生长而大量消耗入侵地的土壤养分, 导致土壤养分的限制(陆建忠等, 2005).此外, 本研究中黄帚橐吾根的平均氮浓度(7.25 mg·g-1)显著低于其周围植物根的氮含量(11.24 mg·g-1), 说明黄帚橐吾较其周围植物对土壤养分限制具有更高的耐受力.基于上述分析, 可推断通过增加土壤微生物活力促进其自身种群数量的增加, 进而降低土壤养分水平, 使其有益于自身的生长可能是黄帚橐吾种群扩张的一种机制.SEM模型也进一步支持了这一机制, 模拟结果显示AWCD对黄帚橐吾的种群扩张具有较强的正反馈作用(λ = 0.27). ...

青藏高原东缘高寒草甸不同功能群植物氮磷化学计量特征研究
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2013

... id="C35">此外, 黄帚橐吾的种群扩张也能改变土壤微生物群落水平的碳源代谢结构.此结果与其他一些研究(于兴军等, 2005; 孙备等, 2016)的结果一致.上述研究发现入侵植物能够通过改变入侵地的土壤微生物群落, 破坏入侵地植物与土壤微生物之间长期形成的反馈作用, 影响入侵地土著植物的生长和种群的更新, 使自身间接地获利.这也说明了土壤微生物群落组成的改变是黄帚橐吾种群大面积扩张的又一机制.两个原因可以解释黄帚橐吾种群扩张所引起的土壤微生物群落的改变: 第一, 不同植物功能群化学计量特征不一致(刘旻霞和朱柯嘉, 2013), 因此黄帚橐吾种群扩张所引起的各功能群生物量组成的改变会直接影响返回土壤的植物凋落物的质量与数量, 并最终通过土壤碳氮比的变化导致土壤微生物群落的改变.第二, 虽然本研究并未直接测定土壤微生物群落对黄帚橐吾的化感物质的响应, 但已有研究证实其他植物的化感物质能够改变土壤微生物群落结构和功能(Callaway et al., 2008).因此,笔者推测黄帚橐吾分泌的化感物质也有可能改变土壤微生物群落的组成,但这一推测仍有待确定.然而,由于本研究仅选择了一个研究样点, 且尺度较小, 因此本研究结论的可靠性仍需进一步论证.进一步的研究应多点布局, 在更大尺度上采用野外与室内控制试验相结合的策略直接验证土壤微生物对黄帚橐吾种群扩张的反馈作用. ...

青藏高原东缘高寒草甸不同功能群植物氮磷化学计量特征研究
1
2013

... id="C35">此外, 黄帚橐吾的种群扩张也能改变土壤微生物群落水平的碳源代谢结构.此结果与其他一些研究(于兴军等, 2005; 孙备等, 2016)的结果一致.上述研究发现入侵植物能够通过改变入侵地的土壤微生物群落, 破坏入侵地植物与土壤微生物之间长期形成的反馈作用, 影响入侵地土著植物的生长和种群的更新, 使自身间接地获利.这也说明了土壤微生物群落组成的改变是黄帚橐吾种群大面积扩张的又一机制.两个原因可以解释黄帚橐吾种群扩张所引起的土壤微生物群落的改变: 第一, 不同植物功能群化学计量特征不一致(刘旻霞和朱柯嘉, 2013), 因此黄帚橐吾种群扩张所引起的各功能群生物量组成的改变会直接影响返回土壤的植物凋落物的质量与数量, 并最终通过土壤碳氮比的变化导致土壤微生物群落的改变.第二, 虽然本研究并未直接测定土壤微生物群落对黄帚橐吾的化感物质的响应, 但已有研究证实其他植物的化感物质能够改变土壤微生物群落结构和功能(Callaway et al., 2008).因此,笔者推测黄帚橐吾分泌的化感物质也有可能改变土壤微生物群落的组成,但这一推测仍有待确定.然而,由于本研究仅选择了一个研究样点, 且尺度较小, 因此本研究结论的可靠性仍需进一步论证.进一步的研究应多点布局, 在更大尺度上采用野外与室内控制试验相结合的策略直接验证土壤微生物对黄帚橐吾种群扩张的反馈作用. ...

不同生境下黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)个体大小依赖的繁殖分配
1
2002

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...

不同生境下黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)个体大小依赖的繁殖分配
1
2002

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...

入侵种加拿大一枝黄花对土壤特性的影响
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2005

... id="C34">作为微生物研究载体, Biolog-Eco板通过微生物群落对碳源的不同利用程度来表征微生物功能的动态变化.接种培养的土壤微生物对每种碳源的利用能力不同, 因此通过测定土壤微生物群落的AWCD, 就可以获悉微生物群落碳源代谢的变化情况(Garland & Mills, 1991).AWCD反映了土壤微生物利用碳源能力和代谢活性的大小, 其值越高, 土壤中微生物群落代谢活力也就越高(Konopka et al., 1998).在本研究中, 随着黄帚橐吾密度的增加, AWCD也线性增加, 说明黄帚橐吾种群的扩张提高了土壤微生物的代谢活力.该结果与Shi等(2011)的研究结果一致, 他们发现黄帚橐吾的种群扩张能够提高土壤酶活性.一般而言, 土壤微生物活性的提高会加速土壤养分的循环, 提高土壤养分含量.但在本研究中黄帚橐吾的种群扩张不仅未能提高土壤养分, 反而降低了土壤养分.类似结果也出现在其他一些毒杂草的研究中, 如加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)也可通过促进微生物的矿化速率和铵化速率, 促进其自身快速生长而大量消耗入侵地的土壤养分, 导致土壤养分的限制(陆建忠等, 2005).此外, 本研究中黄帚橐吾根的平均氮浓度(7.25 mg·g-1)显著低于其周围植物根的氮含量(11.24 mg·g-1), 说明黄帚橐吾较其周围植物对土壤养分限制具有更高的耐受力.基于上述分析, 可推断通过增加土壤微生物活力促进其自身种群数量的增加, 进而降低土壤养分水平, 使其有益于自身的生长可能是黄帚橐吾种群扩张的一种机制.SEM模型也进一步支持了这一机制, 模拟结果显示AWCD对黄帚橐吾的种群扩张具有较强的正反馈作用(λ = 0.27). ...

入侵种加拿大一枝黄花对土壤特性的影响
1
2005

... id="C34">作为微生物研究载体, Biolog-Eco板通过微生物群落对碳源的不同利用程度来表征微生物功能的动态变化.接种培养的土壤微生物对每种碳源的利用能力不同, 因此通过测定土壤微生物群落的AWCD, 就可以获悉微生物群落碳源代谢的变化情况(Garland & Mills, 1991).AWCD反映了土壤微生物利用碳源能力和代谢活性的大小, 其值越高, 土壤中微生物群落代谢活力也就越高(Konopka et al., 1998).在本研究中, 随着黄帚橐吾密度的增加, AWCD也线性增加, 说明黄帚橐吾种群的扩张提高了土壤微生物的代谢活力.该结果与Shi等(2011)的研究结果一致, 他们发现黄帚橐吾的种群扩张能够提高土壤酶活性.一般而言, 土壤微生物活性的提高会加速土壤养分的循环, 提高土壤养分含量.但在本研究中黄帚橐吾的种群扩张不仅未能提高土壤养分, 反而降低了土壤养分.类似结果也出现在其他一些毒杂草的研究中, 如加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)也可通过促进微生物的矿化速率和铵化速率, 促进其自身快速生长而大量消耗入侵地的土壤养分, 导致土壤养分的限制(陆建忠等, 2005).此外, 本研究中黄帚橐吾根的平均氮浓度(7.25 mg·g-1)显著低于其周围植物根的氮含量(11.24 mg·g-1), 说明黄帚橐吾较其周围植物对土壤养分限制具有更高的耐受力.基于上述分析, 可推断通过增加土壤微生物活力促进其自身种群数量的增加, 进而降低土壤养分水平, 使其有益于自身的生长可能是黄帚橐吾种群扩张的一种机制.SEM模型也进一步支持了这一机制, 模拟结果显示AWCD对黄帚橐吾的种群扩张具有较强的正反馈作用(λ = 0.27). ...

Mehlich 3 soil test extractant: A modification of Mehlich 2 extractant
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1984

... id="C12">将土壤在105 ℃烘干至恒质量, 采用质量分析法测定土壤含水量.将土壤与1 mol·L-1 KCl溶液按质量比1:5混合, 振荡1 h, 静置0.5 h后, 用pH计测定土壤pH值.将土壤在450和1β250 ℃下燃烧, 使用CHNS分析系统(Elementar Analysen Systeme, GmbH, Hanau, Germany)分别测定土壤有机碳与总氮含量.土壤速效氮用2 mol·L-1 KCl提取后, 用FIAstar分析仪(FOSS, Hiller?d, Denmark)进行测定.土壤速效磷用Mehlich-3方法提取后, 用钼蓝比色法进行测定(Mehlich, 1984). ...

紫茎泽兰(Ageratina adenophora)入侵对土壤微生物群落和理化性质的影响
1
2007

... id="C5">土壤微生物作为生态系统的重要组成部分, 驱动着土壤中有机物的分解与物质循环, 以正反馈或负反馈的形式作用于地上植物群落(Philippot et al., 2013).有研究表明, 入侵植物可通过改变入侵地土壤微生物群落种类组成及土壤酶活性等途径抑制土著植物的生长, 从而导致入侵种种群数量的激增(于兴军等, 2005; 牛红榜等, 2007; 全国明等, 2016; 孙备等, 2016; 邰凤姣等, 2016).黄帚橐吾虽不是入侵种, 但与入侵种有着相似的种群扩张特性.依此可推测, 黄帚橐吾也可以通过改变生长地土壤微生物群落来加速其自身种群的扩张.为验证这一推断, 本研究探究了高寒草甸黄帚橐吾种群扩张过程中植物群落、土壤理化特征及其土壤微生物功能多样性的动态变化, 旨在揭示黄帚橐吾种群扩张过程中土壤微生物群落功能多样性变化的规律, 为防治黄帚橐吾种群的进一步扩张提供理论依据. ...

紫茎泽兰(Ageratina adenophora)入侵对土壤微生物群落和理化性质的影响
1
2007

... id="C5">土壤微生物作为生态系统的重要组成部分, 驱动着土壤中有机物的分解与物质循环, 以正反馈或负反馈的形式作用于地上植物群落(Philippot et al., 2013).有研究表明, 入侵植物可通过改变入侵地土壤微生物群落种类组成及土壤酶活性等途径抑制土著植物的生长, 从而导致入侵种种群数量的激增(于兴军等, 2005; 牛红榜等, 2007; 全国明等, 2016; 孙备等, 2016; 邰凤姣等, 2016).黄帚橐吾虽不是入侵种, 但与入侵种有着相似的种群扩张特性.依此可推测, 黄帚橐吾也可以通过改变生长地土壤微生物群落来加速其自身种群的扩张.为验证这一推断, 本研究探究了高寒草甸黄帚橐吾种群扩张过程中植物群落、土壤理化特征及其土壤微生物功能多样性的动态变化, 旨在揭示黄帚橐吾种群扩张过程中土壤微生物群落功能多样性变化的规律, 为防治黄帚橐吾种群的进一步扩张提供理论依据. ...

Vegan: Community ecology package. R Package Version 2.2-1.
1
2017

... id="C24">为了阐述土壤微生物碳源代谢结构与环境变量间的关系, 基于Bray-Curtis相异距离, 使用“envfit”函数, 将所有测定的植物变量、土壤理化性质与微生物功能多样性变量均拟合到土壤微生物碳源代谢结构的非度量多维尺度(NMDS)排序图上(Oksanen et al., 2017).同时, 使用“vegan”程序包中的“betadisper”函数计算各斑块间土壤微生物碳源代谢结构的差异显著性, 并使用“permutest”函数进行各斑块间代谢结构差异的多重比较.斑块间的差异使用Diff表示, HSD Tukey用于检验各斑块间差异的显著性.使用“varpart”函数进行方差分解, 将样品间土壤微生物碳源代谢结构的差异分解为由黄帚橐吾种群密度、植物物种组成与植物生物量组成各自解释的差异与两两间组合解释的差异(Oksanen et al., 2017).为确定黄帚橐吾的种群密度对土壤微生物群落AWCD的直接与间接效应, 本文使用AMOS 17.0 (SPSS Inc.)构建了一个结构方程模型(SEM).由于在过度放牧的情况下家畜的选择性采食会率先改变植物群落的组成, 而不是黄帚橐吾的种群密度, 因此, 该模型中植物物种组成被认为是黄帚橐吾种群扩张的原因, 而非结果.此外, 由于土壤碳氮比是驱动土壤微生物群落改变的一个关键因子(Wan et al., 2015), 因此在该模型中土壤碳氮比被作为一个独立的变量.在方差分解与SEM模型中, 植物物种组成均由植物群落矩阵的NMDS排序第一轴的得分值代替.对NMDS的排序轴进行了旋转以确保NMDS第一轴能够最大程度地代表植物群落相异性的变异.植物生物量组成由4个功能群(莎草、禾草、豆科和杂草)生物量比例的主成分分析第一轴代替, 可解释45.2%的变异.最大似然χ2拟合优度检验、Bollen-Stine靴带值检验与拟合优度指数(GFI)用于检验SEM模型的拟合优度.在这些检验中, 较高的p值(≥ 0.05)被认为是理想的拟合. ...

Going back to the roots: The microbial ecology of the rhizosphere
1
2013

... id="C5">土壤微生物作为生态系统的重要组成部分, 驱动着土壤中有机物的分解与物质循环, 以正反馈或负反馈的形式作用于地上植物群落(Philippot et al., 2013).有研究表明, 入侵植物可通过改变入侵地土壤微生物群落种类组成及土壤酶活性等途径抑制土著植物的生长, 从而导致入侵种种群数量的激增(于兴军等, 2005; 牛红榜等, 2007; 全国明等, 2016; 孙备等, 2016; 邰凤姣等, 2016).黄帚橐吾虽不是入侵种, 但与入侵种有着相似的种群扩张特性.依此可推测, 黄帚橐吾也可以通过改变生长地土壤微生物群落来加速其自身种群的扩张.为验证这一推断, 本研究探究了高寒草甸黄帚橐吾种群扩张过程中植物群落、土壤理化特征及其土壤微生物功能多样性的动态变化, 旨在揭示黄帚橐吾种群扩张过程中土壤微生物群落功能多样性变化的规律, 为防治黄帚橐吾种群的进一步扩张提供理论依据. ...

假臭草入侵对土壤养分与微生物群落功能多样性的影响
1
2016

... id="C5">土壤微生物作为生态系统的重要组成部分, 驱动着土壤中有机物的分解与物质循环, 以正反馈或负反馈的形式作用于地上植物群落(Philippot et al., 2013).有研究表明, 入侵植物可通过改变入侵地土壤微生物群落种类组成及土壤酶活性等途径抑制土著植物的生长, 从而导致入侵种种群数量的激增(于兴军等, 2005; 牛红榜等, 2007; 全国明等, 2016; 孙备等, 2016; 邰凤姣等, 2016).黄帚橐吾虽不是入侵种, 但与入侵种有着相似的种群扩张特性.依此可推测, 黄帚橐吾也可以通过改变生长地土壤微生物群落来加速其自身种群的扩张.为验证这一推断, 本研究探究了高寒草甸黄帚橐吾种群扩张过程中植物群落、土壤理化特征及其土壤微生物功能多样性的动态变化, 旨在揭示黄帚橐吾种群扩张过程中土壤微生物群落功能多样性变化的规律, 为防治黄帚橐吾种群的进一步扩张提供理论依据. ...

假臭草入侵对土壤养分与微生物群落功能多样性的影响
1
2016

... id="C5">土壤微生物作为生态系统的重要组成部分, 驱动着土壤中有机物的分解与物质循环, 以正反馈或负反馈的形式作用于地上植物群落(Philippot et al., 2013).有研究表明, 入侵植物可通过改变入侵地土壤微生物群落种类组成及土壤酶活性等途径抑制土著植物的生长, 从而导致入侵种种群数量的激增(于兴军等, 2005; 牛红榜等, 2007; 全国明等, 2016; 孙备等, 2016; 邰凤姣等, 2016).黄帚橐吾虽不是入侵种, 但与入侵种有着相似的种群扩张特性.依此可推测, 黄帚橐吾也可以通过改变生长地土壤微生物群落来加速其自身种群的扩张.为验证这一推断, 本研究探究了高寒草甸黄帚橐吾种群扩张过程中植物群落、土壤理化特征及其土壤微生物功能多样性的动态变化, 旨在揭示黄帚橐吾种群扩张过程中土壤微生物群落功能多样性变化的规律, 为防治黄帚橐吾种群的进一步扩张提供理论依据. ...

不同养分条件下和不同生境类型中根茎草本黄帚橐吾的克隆生长
1
2000

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...

不同养分条件下和不同生境类型中根茎草本黄帚橐吾的克隆生长
1
2000

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...

Changes in soil biochemical properties associated with Ligularia virgaurea spreading in grazed alpine meadows.
2011

三裂叶豚草对其入侵地植物-土壤微生物反馈作用的影响
2
2016

... id="C5">土壤微生物作为生态系统的重要组成部分, 驱动着土壤中有机物的分解与物质循环, 以正反馈或负反馈的形式作用于地上植物群落(Philippot et al., 2013).有研究表明, 入侵植物可通过改变入侵地土壤微生物群落种类组成及土壤酶活性等途径抑制土著植物的生长, 从而导致入侵种种群数量的激增(于兴军等, 2005; 牛红榜等, 2007; 全国明等, 2016; 孙备等, 2016; 邰凤姣等, 2016).黄帚橐吾虽不是入侵种, 但与入侵种有着相似的种群扩张特性.依此可推测, 黄帚橐吾也可以通过改变生长地土壤微生物群落来加速其自身种群的扩张.为验证这一推断, 本研究探究了高寒草甸黄帚橐吾种群扩张过程中植物群落、土壤理化特征及其土壤微生物功能多样性的动态变化, 旨在揭示黄帚橐吾种群扩张过程中土壤微生物群落功能多样性变化的规律, 为防治黄帚橐吾种群的进一步扩张提供理论依据. ...

... id="C35">此外, 黄帚橐吾的种群扩张也能改变土壤微生物群落水平的碳源代谢结构.此结果与其他一些研究(于兴军等, 2005; 孙备等, 2016)的结果一致.上述研究发现入侵植物能够通过改变入侵地的土壤微生物群落, 破坏入侵地植物与土壤微生物之间长期形成的反馈作用, 影响入侵地土著植物的生长和种群的更新, 使自身间接地获利.这也说明了土壤微生物群落组成的改变是黄帚橐吾种群大面积扩张的又一机制.两个原因可以解释黄帚橐吾种群扩张所引起的土壤微生物群落的改变: 第一, 不同植物功能群化学计量特征不一致(刘旻霞和朱柯嘉, 2013), 因此黄帚橐吾种群扩张所引起的各功能群生物量组成的改变会直接影响返回土壤的植物凋落物的质量与数量, 并最终通过土壤碳氮比的变化导致土壤微生物群落的改变.第二, 虽然本研究并未直接测定土壤微生物群落对黄帚橐吾的化感物质的响应, 但已有研究证实其他植物的化感物质能够改变土壤微生物群落结构和功能(Callaway et al., 2008).因此,笔者推测黄帚橐吾分泌的化感物质也有可能改变土壤微生物群落的组成,但这一推测仍有待确定.然而,由于本研究仅选择了一个研究样点, 且尺度较小, 因此本研究结论的可靠性仍需进一步论证.进一步的研究应多点布局, 在更大尺度上采用野外与室内控制试验相结合的策略直接验证土壤微生物对黄帚橐吾种群扩张的反馈作用. ...

三裂叶豚草对其入侵地植物-土壤微生物反馈作用的影响
2
2016

... id="C5">土壤微生物作为生态系统的重要组成部分, 驱动着土壤中有机物的分解与物质循环, 以正反馈或负反馈的形式作用于地上植物群落(Philippot et al., 2013).有研究表明, 入侵植物可通过改变入侵地土壤微生物群落种类组成及土壤酶活性等途径抑制土著植物的生长, 从而导致入侵种种群数量的激增(于兴军等, 2005; 牛红榜等, 2007; 全国明等, 2016; 孙备等, 2016; 邰凤姣等, 2016).黄帚橐吾虽不是入侵种, 但与入侵种有着相似的种群扩张特性.依此可推测, 黄帚橐吾也可以通过改变生长地土壤微生物群落来加速其自身种群的扩张.为验证这一推断, 本研究探究了高寒草甸黄帚橐吾种群扩张过程中植物群落、土壤理化特征及其土壤微生物功能多样性的动态变化, 旨在揭示黄帚橐吾种群扩张过程中土壤微生物群落功能多样性变化的规律, 为防治黄帚橐吾种群的进一步扩张提供理论依据. ...

... id="C35">此外, 黄帚橐吾的种群扩张也能改变土壤微生物群落水平的碳源代谢结构.此结果与其他一些研究(于兴军等, 2005; 孙备等, 2016)的结果一致.上述研究发现入侵植物能够通过改变入侵地的土壤微生物群落, 破坏入侵地植物与土壤微生物之间长期形成的反馈作用, 影响入侵地土著植物的生长和种群的更新, 使自身间接地获利.这也说明了土壤微生物群落组成的改变是黄帚橐吾种群大面积扩张的又一机制.两个原因可以解释黄帚橐吾种群扩张所引起的土壤微生物群落的改变: 第一, 不同植物功能群化学计量特征不一致(刘旻霞和朱柯嘉, 2013), 因此黄帚橐吾种群扩张所引起的各功能群生物量组成的改变会直接影响返回土壤的植物凋落物的质量与数量, 并最终通过土壤碳氮比的变化导致土壤微生物群落的改变.第二, 虽然本研究并未直接测定土壤微生物群落对黄帚橐吾的化感物质的响应, 但已有研究证实其他植物的化感物质能够改变土壤微生物群落结构和功能(Callaway et al., 2008).因此,笔者推测黄帚橐吾分泌的化感物质也有可能改变土壤微生物群落的组成,但这一推测仍有待确定.然而,由于本研究仅选择了一个研究样点, 且尺度较小, 因此本研究结论的可靠性仍需进一步论证.进一步的研究应多点布局, 在更大尺度上采用野外与室内控制试验相结合的策略直接验证土壤微生物对黄帚橐吾种群扩张的反馈作用. ...

外来入侵植物意大利苍耳对土壤微生物群落、土壤酶活性和土壤养分的影响
1
2016

... id="C5">土壤微生物作为生态系统的重要组成部分, 驱动着土壤中有机物的分解与物质循环, 以正反馈或负反馈的形式作用于地上植物群落(Philippot et al., 2013).有研究表明, 入侵植物可通过改变入侵地土壤微生物群落种类组成及土壤酶活性等途径抑制土著植物的生长, 从而导致入侵种种群数量的激增(于兴军等, 2005; 牛红榜等, 2007; 全国明等, 2016; 孙备等, 2016; 邰凤姣等, 2016).黄帚橐吾虽不是入侵种, 但与入侵种有着相似的种群扩张特性.依此可推测, 黄帚橐吾也可以通过改变生长地土壤微生物群落来加速其自身种群的扩张.为验证这一推断, 本研究探究了高寒草甸黄帚橐吾种群扩张过程中植物群落、土壤理化特征及其土壤微生物功能多样性的动态变化, 旨在揭示黄帚橐吾种群扩张过程中土壤微生物群落功能多样性变化的规律, 为防治黄帚橐吾种群的进一步扩张提供理论依据. ...

外来入侵植物意大利苍耳对土壤微生物群落、土壤酶活性和土壤养分的影响
1
2016

... id="C5">土壤微生物作为生态系统的重要组成部分, 驱动着土壤中有机物的分解与物质循环, 以正反馈或负反馈的形式作用于地上植物群落(Philippot et al., 2013).有研究表明, 入侵植物可通过改变入侵地土壤微生物群落种类组成及土壤酶活性等途径抑制土著植物的生长, 从而导致入侵种种群数量的激增(于兴军等, 2005; 牛红榜等, 2007; 全国明等, 2016; 孙备等, 2016; 邰凤姣等, 2016).黄帚橐吾虽不是入侵种, 但与入侵种有着相似的种群扩张特性.依此可推测, 黄帚橐吾也可以通过改变生长地土壤微生物群落来加速其自身种群的扩张.为验证这一推断, 本研究探究了高寒草甸黄帚橐吾种群扩张过程中植物群落、土壤理化特征及其土壤微生物功能多样性的动态变化, 旨在揭示黄帚橐吾种群扩张过程中土壤微生物群落功能多样性变化的规律, 为防治黄帚橐吾种群的进一步扩张提供理论依据. ...

Soil C:N ratio is the major determinant of soil microbial community structure in subtropical coniferous and broadleaf forest plantations
1
2015

... id="C24">为了阐述土壤微生物碳源代谢结构与环境变量间的关系, 基于Bray-Curtis相异距离, 使用“envfit”函数, 将所有测定的植物变量、土壤理化性质与微生物功能多样性变量均拟合到土壤微生物碳源代谢结构的非度量多维尺度(NMDS)排序图上(Oksanen et al., 2017).同时, 使用“vegan”程序包中的“betadisper”函数计算各斑块间土壤微生物碳源代谢结构的差异显著性, 并使用“permutest”函数进行各斑块间代谢结构差异的多重比较.斑块间的差异使用Diff表示, HSD Tukey用于检验各斑块间差异的显著性.使用“varpart”函数进行方差分解, 将样品间土壤微生物碳源代谢结构的差异分解为由黄帚橐吾种群密度、植物物种组成与植物生物量组成各自解释的差异与两两间组合解释的差异(Oksanen et al., 2017).为确定黄帚橐吾的种群密度对土壤微生物群落AWCD的直接与间接效应, 本文使用AMOS 17.0 (SPSS Inc.)构建了一个结构方程模型(SEM).由于在过度放牧的情况下家畜的选择性采食会率先改变植物群落的组成, 而不是黄帚橐吾的种群密度, 因此, 该模型中植物物种组成被认为是黄帚橐吾种群扩张的原因, 而非结果.此外, 由于土壤碳氮比是驱动土壤微生物群落改变的一个关键因子(Wan et al., 2015), 因此在该模型中土壤碳氮比被作为一个独立的变量.在方差分解与SEM模型中, 植物物种组成均由植物群落矩阵的NMDS排序第一轴的得分值代替.对NMDS的排序轴进行了旋转以确保NMDS第一轴能够最大程度地代表植物群落相异性的变异.植物生物量组成由4个功能群(莎草、禾草、豆科和杂草)生物量比例的主成分分析第一轴代替, 可解释45.2%的变异.最大似然χ2拟合优度检验、Bollen-Stine靴带值检验与拟合优度指数(GFI)用于检验SEM模型的拟合优度.在这些检验中, 较高的p值(≥ 0.05)被认为是理想的拟合. ...

Effects of light on the growth and clonal reproduction of Ligularia virgaurea.
1
2008

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...

Trade-off of sexual and asexual recruitment in a dominant weed Ligularia virgaurea Maxim. in alpine grasslands (China).
1
2010

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...

Phytotoxic effects of a dominant weed Ligularia virgaurea on seed germination of Bromus inermis in an alpine meadow community.
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2011

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...

黄帚橐吾种子生产的花序位置效应及其对幼苗建植的影响
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2010

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...

黄帚橐吾种子生产的花序位置效应及其对幼苗建植的影响
1
2010

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...

青藏高原东缘黄帚橐吾种子的形态分化研究
1
2010

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...

青藏高原东缘黄帚橐吾种子的形态分化研究
1
2010

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...

一个可能的植物入侵机制: 入侵种通过改变入侵地土壤微生物群落影响本地种的生长
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2005

... id="C5">土壤微生物作为生态系统的重要组成部分, 驱动着土壤中有机物的分解与物质循环, 以正反馈或负反馈的形式作用于地上植物群落(Philippot et al., 2013).有研究表明, 入侵植物可通过改变入侵地土壤微生物群落种类组成及土壤酶活性等途径抑制土著植物的生长, 从而导致入侵种种群数量的激增(于兴军等, 2005; 牛红榜等, 2007; 全国明等, 2016; 孙备等, 2016; 邰凤姣等, 2016).黄帚橐吾虽不是入侵种, 但与入侵种有着相似的种群扩张特性.依此可推测, 黄帚橐吾也可以通过改变生长地土壤微生物群落来加速其自身种群的扩张.为验证这一推断, 本研究探究了高寒草甸黄帚橐吾种群扩张过程中植物群落、土壤理化特征及其土壤微生物功能多样性的动态变化, 旨在揭示黄帚橐吾种群扩张过程中土壤微生物群落功能多样性变化的规律, 为防治黄帚橐吾种群的进一步扩张提供理论依据. ...

... id="C35">此外, 黄帚橐吾的种群扩张也能改变土壤微生物群落水平的碳源代谢结构.此结果与其他一些研究(于兴军等, 2005; 孙备等, 2016)的结果一致.上述研究发现入侵植物能够通过改变入侵地的土壤微生物群落, 破坏入侵地植物与土壤微生物之间长期形成的反馈作用, 影响入侵地土著植物的生长和种群的更新, 使自身间接地获利.这也说明了土壤微生物群落组成的改变是黄帚橐吾种群大面积扩张的又一机制.两个原因可以解释黄帚橐吾种群扩张所引起的土壤微生物群落的改变: 第一, 不同植物功能群化学计量特征不一致(刘旻霞和朱柯嘉, 2013), 因此黄帚橐吾种群扩张所引起的各功能群生物量组成的改变会直接影响返回土壤的植物凋落物的质量与数量, 并最终通过土壤碳氮比的变化导致土壤微生物群落的改变.第二, 虽然本研究并未直接测定土壤微生物群落对黄帚橐吾的化感物质的响应, 但已有研究证实其他植物的化感物质能够改变土壤微生物群落结构和功能(Callaway et al., 2008).因此,笔者推测黄帚橐吾分泌的化感物质也有可能改变土壤微生物群落的组成,但这一推测仍有待确定.然而,由于本研究仅选择了一个研究样点, 且尺度较小, 因此本研究结论的可靠性仍需进一步论证.进一步的研究应多点布局, 在更大尺度上采用野外与室内控制试验相结合的策略直接验证土壤微生物对黄帚橐吾种群扩张的反馈作用. ...

一个可能的植物入侵机制: 入侵种通过改变入侵地土壤微生物群落影响本地种的生长
2
2005

... id="C5">土壤微生物作为生态系统的重要组成部分, 驱动着土壤中有机物的分解与物质循环, 以正反馈或负反馈的形式作用于地上植物群落(Philippot et al., 2013).有研究表明, 入侵植物可通过改变入侵地土壤微生物群落种类组成及土壤酶活性等途径抑制土著植物的生长, 从而导致入侵种种群数量的激增(于兴军等, 2005; 牛红榜等, 2007; 全国明等, 2016; 孙备等, 2016; 邰凤姣等, 2016).黄帚橐吾虽不是入侵种, 但与入侵种有着相似的种群扩张特性.依此可推测, 黄帚橐吾也可以通过改变生长地土壤微生物群落来加速其自身种群的扩张.为验证这一推断, 本研究探究了高寒草甸黄帚橐吾种群扩张过程中植物群落、土壤理化特征及其土壤微生物功能多样性的动态变化, 旨在揭示黄帚橐吾种群扩张过程中土壤微生物群落功能多样性变化的规律, 为防治黄帚橐吾种群的进一步扩张提供理论依据. ...

... id="C35">此外, 黄帚橐吾的种群扩张也能改变土壤微生物群落水平的碳源代谢结构.此结果与其他一些研究(于兴军等, 2005; 孙备等, 2016)的结果一致.上述研究发现入侵植物能够通过改变入侵地的土壤微生物群落, 破坏入侵地植物与土壤微生物之间长期形成的反馈作用, 影响入侵地土著植物的生长和种群的更新, 使自身间接地获利.这也说明了土壤微生物群落组成的改变是黄帚橐吾种群大面积扩张的又一机制.两个原因可以解释黄帚橐吾种群扩张所引起的土壤微生物群落的改变: 第一, 不同植物功能群化学计量特征不一致(刘旻霞和朱柯嘉, 2013), 因此黄帚橐吾种群扩张所引起的各功能群生物量组成的改变会直接影响返回土壤的植物凋落物的质量与数量, 并最终通过土壤碳氮比的变化导致土壤微生物群落的改变.第二, 虽然本研究并未直接测定土壤微生物群落对黄帚橐吾的化感物质的响应, 但已有研究证实其他植物的化感物质能够改变土壤微生物群落结构和功能(Callaway et al., 2008).因此,笔者推测黄帚橐吾分泌的化感物质也有可能改变土壤微生物群落的组成,但这一推测仍有待确定.然而,由于本研究仅选择了一个研究样点, 且尺度较小, 因此本研究结论的可靠性仍需进一步论证.进一步的研究应多点布局, 在更大尺度上采用野外与室内控制试验相结合的策略直接验证土壤微生物对黄帚橐吾种群扩张的反馈作用. ...

Alpine grassland degradation and its control in the source region of the Yangtze and Yellow Rivers, China
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2005

... id="C4">长期过度放牧已导致中国青藏高原植被大面积退化, 严重影响了当地草地生态系统的生产服务功能(Zhou et al., 2005).草地植被的退化主要表现为毒杂草种群大肆扩张, 并逐渐取代原生草地中的优质牧草成为优势种.黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)属菊科橐吾属多年生草本植物, 为高寒草甸最常见一种的毒杂草, 在人为扰动较大的草地中极易成为优势种群, 被认为是该地区草地植被退化的指示物种(Wang et al., 2008).目前, 针对黄帚橐吾种群扩张机制, 研究人员从种群特征、生活史对策等方面进行了大量研究(单宝庆等, 2000; 刘左军等, 2002; 何彦龙等, 2007; 杨建美等, 2010).现已发现黄帚橐吾种群的大面积扩张与其较强的种子扩散能力(谢田朋等, 2010)、无性与有性繁殖能力(Wu et al., 2010)以及化感物质的分泌(Wu et al., 2011)等密切相关, 但目前对其根际微生物是否参与了该过程仍不确定. ...




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