盐胁迫对互花米草种子萌发及胚生长的影响

以1/2Hoagland溶液为基础培养液,研究了1×104-6×104mg/L NaCl对互花米草(Spartina alterniflora)种子萌发的影响.结果表明,互花米草种子在萌发阶段胚芽鞘和胚轴生长先于胚根和胚芽;当盐浓度不超过3×104mg/L时,互花米草种子的萌发率未受到影响,种子萌发及胚生长的适宜盐浓度为1 x104mg/L,盐浓度对胚的不同部位生长的抑制程度不同,随着盐浓度的升高,胚根、胚芽的长度旱明显下降趋势,但盐浓度对胚轴、胚芽鞘生长的抑制作用较小,有利于已萌发的互花米草幼苗快速出土,迅速适应多变的潮间带环境.     

基于个体的空间显性模型和遥感技术模拟入侵植物扩张机制

基于个体的空间显性模型和遥感技术,以互花米草为例,模拟了自1997到2010年的种群扩张动态,揭示了土地利用变化与潮间带高程的影响;并通过全局敏感性分析揭示了种子扩散、成体存活率、有性和无性繁殖等种群统计学特征对互花米草种群扩张的相对重要性。研究结果发现:1)有性繁殖与无性繁殖共同决定互花米草种群快速扩张;2)潮间带高程和土地利用变化显著影响模型预测的精度,对互花米草种群扩张有非常重要的影响;3)成体存活率与种子长距离扩散是影响互花米草种群扩张速度最重要的因素;无性繁殖比有性繁殖对种群扩张的影响更大;种子长距离扩散比本地扩散更为重要,同时,小概率的种子长距离扩散事件对种群扩张有非常重要的影响。为了经济有效地控制外来入侵植物的扩张,应该抑制种子的长距离扩散和移除种子长距离扩散形成的位于入侵前沿的小斑块。     

崇明东滩湿地不同潮汐带入侵植物互花米草根际细菌的多样性

为了调查崇明东滩湿地入侵植物互花米草(Spartina Alterniflora)在不同潮汐带和季节根际细菌的多样性与丰富度,以本地植物芦苇、海三棱藨草(P. australis和 S.mariqueter)和光滩为对照实验研究,在崇明东滩湿地10样点采集根际土壤和光滩土壤,通过PCR-DGGE分子生物学等技术并结合传统培养方法对土壤细菌进行分析研究。研究表明:东滩湿地不同潮汐带的植物根际细菌群落丰富度和多样性不同,在夏季中潮带的根际细菌丰富度(P=0.021<0.05)较高,各个潮带的植物根际细菌在夏秋季有高多样性,其中中潮带的植物根际细菌平均多样性指数最高(H=4.20)。在中潮带入侵物种互花米草根际细菌的丰富度和多样性要显著高于本地植物芦苇和海三棱藨草,其中海三棱藨草的根际细菌在夏季略高。崇明东滩湿地入侵植物互花米草根际细菌与本地植物相比较具有较高的多样性,而且外来种互花米草对湿地土壤微生物群落结构有着较强影响;入侵种互花米草根际细菌的高丰富度和多样性可能是其成功入侵东滩湿地的一个重要因素。     

培养基质、储藏方式和盐度对三种海滨植物种子萌发的影响

研究了培养基质、储藏方式和盐度对3种海滨植物互花米草(Spartina alterniflora)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)和芦苇(Phragmites australis)种子萌发的影响,探索在潮间带环境下海滨植物种子萌发适应策略。结果表明:3种植物的干藏种子和湿藏芦苇种子随着盐度的升高,萌发率和萌发速率均显著下降,湿藏互花米草和盐地碱蓬种子在各盐度下萌发率和萌发速率差异不显著。各盐度-土培-干藏互花米草,中、高盐度-土培-干藏盐地碱蓬,土培各处理,中、高盐度-水培-干藏,高盐度-水培-湿藏芦苇种子萌发失败。湿藏提高了各盐度处理下土培互花米草,中、高盐度-水培和土培盐地碱蓬,淡水、中盐度-水培芦苇种子的萌发率和萌发速率。干藏互花米草种子在中、高盐度和土埋条件下种子的萌发受到抑制,限制了互花米草向高潮带与潮上带的扩展;而经常受潮水浸淹保持湿润的种子能抵抗高盐和泥沙沉积,导致互花米草种群逐步向低潮带方向发展;湿藏芦苇种子在淡水中萌发率和萌发速率最高,当潮上带盐度降低时,芦苇具有很强的竞争优势,但是对盐度和土埋敏感,限制了其向海的拓展;盐地碱蓬在中、高盐度和土培条件下萌发速率最高,快速萌发的适应策略和广适应性在盐地碱蓬占据高潮带和中潮带广大区域的过程中起到了重要的作用。     

光照和温度对飞机草种子萌发的影响

通过在人工培养箱内模拟环境条件,探讨了不同光照和变温对飞机草种子萌发的影响。结果表明:在有光照状况下,飞机草种子在15℃/10℃～40℃/35℃条件下均能萌发,飞机草种子萌发的最适变温为30℃/25℃,萌发率达47.5%;而黑暗条件下,飞机草种子在15℃/10℃时不能萌发;在20℃/15℃～35℃/30℃范围内,温度越高,飞机草种子萌发高峰的出现时间越早;在15℃/10℃～30℃/25℃范围内,飞机草种子的萌发率随温度的升高而升高,超过30℃/25℃后,萌发率下降,而适当的光照有利于飞机草种子的萌发。飞机草成为入侵种并迅速扩散与其种子萌发对光照和温度的适应性密切相关。     

Geographical variation in germination traits of the salt-marsh cordgrass Spartina alterniflora in its invasive and native ranges

入侵地和原产地盐沼植物互花米草种子萌发性状的地理变异 种子萌发是植物早期生活史中最重要的阶段,决定了植物的生态位和地理分布范围,对外来植物的入侵潜力有重要影响。盐沼植物互花米草(Spartina alterniflora)在中国沿海滩涂的入侵范围最大,并已入侵到比原产地更低的纬度范围,这为我们研究互花米草在不同地理区域之间以及沿纬度梯度的萌发性状差异和适应提供了契机。在控温培养箱中淡水培养条件下,我们比较研究了来自入侵地(19°–40° N)10 个地点和原产地(27°–43° N)16个地点不同纬度互花米草种群的种子萌发性状差异,以及这种差异与各种 群来源地潮差和气候因素的相关性。原产地互花米草种群种子的萌发率和萌发指数比入侵地种群分别高10%和20%,但入侵地互花米草种群的萌发速度比原产地快3 d。入侵地互花米草种群的萌发率和萌发 指数随着纬度升高呈现线性递增的变化趋势,而原产地呈现线性递减的变化趋势。入侵地和原产地互花米草种群的平均萌发时间都与纬度呈现线性负相关。入侵地互花米草种群的萌发率和萌发指数与年日均温、年日最低均温、和年日最高均温呈现负相关,而在原产地呈现相反的相关关系。入侵地和原产地互花米草种群的平均萌发时间分别与年日均温、年日最低均温和年日最高均温呈现正相关关系。我们的研究结果表明,入侵地和原产地互花米草种群的萌发率和萌发指数已沿纬度进化出不同的渐变群格局,但平均萌发时间进化出与原产地一致的纬度渐变群格局,即在生物入侵过程中沿纬度梯度种子萌发策略会随着入侵时间和过程而发生变化。     

盐度变化条件下芦苇对互花米草的化感效应

以芦苇凋落物为试材,采用溶液浸提法和厌氧腐解法,获得水提物和腐解产物两种浸提物母液;在5‰和10‰盐浓度下以两种浸提物母液和25%母液分别处理互花米草种子、刚萌发的幼苗以及互花米草滩涂中特有的互花米草益生菌,考察盐度变化对互花米草种子的萌发、幼苗生长以及菌落生长的影响.结果表明：盐处理能够显著促进互花米草种子的萌发、幼根以及互花米草益生菌的生长(P＜0.05).较高的盐浓度(10‰)下,芦苇水提物对互花米草的萌发、生长和互花米草益生菌的生长呈促进作用;当盐浓度降低至5‰时,该促进作用消失.在较低的盐浓度(5‰)下,芦苇腐解产物对互花米草萌发产生显著的抑制作用;在较高盐浓度(10‰)时,则对互花米草益生菌产生显著促进作用(P＜0.05);在试验的任一盐浓度下,芦苇腐解产物对互花米草幼苗和幼根的生长均存在显著的抑制效果(P＜0.05).     

储藏和萌发温度对青藏高原东缘12种灌木种子萌发的影响

研究了青藏高原东缘2个储藏条件下的12种灌木种子在10、15、20、25℃恒温培养下和5/25℃变温培养下的萌发特性及其与种子大小和生境的关系。结果表明:12种灌木室内干储种子在5/25℃变温培养下种子平均萌发率最高、萌发速率最快,室外埋藏种子10℃、5/25℃下种子平均萌发率相近且最高,但萌发速率5/25℃最快,10℃下最慢,4个恒温下的室内干储和室外埋藏种子的萌发速率均随温度升高而变快;10、15、20和25℃恒温培养下的室外埋藏种子平均萌发率、平均萌发速率均高于室内储藏,而5/25℃变温下则是室外埋藏种子平均萌发率、平均萌发速率均低于室内储藏;室内干储的12种灌木种子在5/25℃变温下的萌发率、萌发速率与种子大小呈显著负相关,而室外埋藏的种子在10℃以及5/25℃变温下的萌发率、萌发速率与种子大小均呈显著负相关,20℃下,只有萌发速率与种子大小呈显著负相关;其他储藏和温度下的萌发率、萌发速率与种子大小均没有显著相关;无论室内干储还是室外埋藏,阳坡灌丛物种在5个温度下的萌发率、萌发速率均显著高于阴坡灌丛物种,阴坡灌丛种子萌发率随温度升高而降低;变温有利于种子萌发,贮藏条件对种子的萌发特性的影响具有变温依赖性,种子的萌发特性与种子大小以及生境的关系具有明显的培养温度和储存条件依赖性。     

盐胁迫对淡水浇灌互花米草种子的萌发及胚生长的效应

盐度是影响互花米草在海滨湿地分布的重要生态因子,本文以淡水浇灌互花米草的种子为研究对象,通过对0～90g.L-1NaCl盐胁迫下种子萌发与胚的生长进行观测,结果表明:淡水浇灌互花米草种子具有萌发能力,萌发率最高达69%;盐胁迫对种子的萌发与胚的生长具有抑制作用,能够降低种子初始萌发率、种子萌发速率,并减缓胚的生长;高盐(盐浓度30g.L-1)胁迫下,初始萌发率降低,同时种子萌发生成无胚根畸形胚;解除盐胁迫,移植到淡水培养后,胚在胚芽鞘基部长出不定根,而胚根未长出;种子在高盐条件下休眠,盐胁迫解除后,种子萌发率可以部分恢复,且种子的萌发恢复率与原胁迫盐浓度呈显著正相关关系;总萌发率与盐溶液浓度呈二次函数关系,在63g.L-1左右的盐溶液中,种子萌发力最低。盐胁迫下互花米草特殊的萌发与生长对策,可能是其适应并成功入侵海滨湿地的重要原因之一。     

崇明东滩春季鸟类群落特征

2003年春季对崇明东滩潮间带不同生境的鸟类群落进行了调查,共记录到鸟类64种,隶属7目15科。崇明东滩潮间带春季鸟类平均密度为14.60只/hm2,鸟类多样性指数2.08、均匀度指数0.49、优势度指数0.22。芦苇带、海三棱草带和盐渍藻类带是东滩潮间带典型的生境,各生境的鸟类种类、密度和多样性差异较大。其中芦苇带25种,平均密度2.56只/hm2;海三棱草带有48种,平均密度15.38只/hm2;盐渍藻类带36种,平均密度21.04只/hm2。3种生境中盐渍藻类带鸟类的生物多样性最高,海三棱草带最低。研究表明,滩涂围垦、人类活动干扰、互花米草的入侵是影响鸟类在东滩栖息的主要因素。     

刈割与水位调节集成技术控制互花米草(Spartina alterniflora)

治理和控制外来物种互花米草（Spartina alterniflora）对维护崇明东滩自然保护区生物多样性具有重要的意义和必要性。研究在上海崇明东滩鸟类国家级自然保护区建立的受损滩涂湿地生态修复示范样地中开展“刈割与水位调节集成技术”治理互花米草的物理控制实验,以期寻求有效治理互花米草的控制技术。示范研究结果表明,单一的水位调节方法虽然可以降低互花米草群落的密度和叶面积指数（LAI）,但至水淹处理100d后,处理样区内互花米草的生长和生物量已与对照区无显著差异。单一的水位调节方法不能达到有效快速控制互花米草的效果。通过在互花米草生长关键期（7月的扬花期）刈割＋水位调节集成技术处理后,互花米草地上部分无再新生现象,至当年10月份（生长季末期）,样区内互花米草的地上部分和地下部分已完全死亡并开始腐烂,达到了有效控制互花米草的效果。因此,应用刈割＋水位调节集成技术治理互花米草,必须选择关键季节刈割互花米草地上部分,同时配合一定水位的持续淹水（约3个月）,才能有效发挥其迅速有效治理互花米草的效果。扬花期刈割＋水位调节集成技术可为沿海地区大范围防治互花米草扩散提供有效途径。     

Forecasting the effects of sea-level rise at Chongming Dongtan Nature Reserve in the Yangtze Delta,Shanghai, China

Located at the mouth of the Yangtze Estuary, the Chongming Dongtan Nature Reserve is extremely vulnerable to climate change and especially to accelerated sea-level rise. We use a variety of data from remote sensing, an in situ global positioning system (GPS), tidal gauges, nautical charts, geographic spatial analysis modeling and IPCC sea-level rise scenarios to forecast the potential impacts of increased sea level on the coastal wetland habitat at Chongming Dongtan Nature Reserve. The results indicate that around 40% of the terrestrial area of the Dongtan Reserve will be inundated by the year 2100 due to an estimated 0.88 m increase in sea level. In particular, the Scirpus mariqueter communities and bare tidal flats are more vulnerable to sea-level rise. The limitations of this approach and the implication of the results for wetland and ecosystem conservation as well as management are discussed.     

应用间接排序识别盐沼植被的光谱特征:以崇明东滩为例

遥感技术已成为大尺度植被分类的重要手段,而地面植物群落特征与其光谱特征之间的关系是解译遥感影像的关键。该研究选择上海崇明东滩自然保护区的盐沼植物群落为对象,应用ASD地物光谱仪测定其植物群落的光谱反射率,并采用10个小型机载成像光谱仪(CASI)默认植被波段组,应用主分量分析法和相关分析分析了不同群落光谱特征与生态环境因子之间的关系。分析结果表明,间接排序法PCA能够识别盐沼植被中光滩、海三棱 草(Scirpus mariqueter)群落、芦苇(Phragmites australis)群落和互花米草(Spartina alterniflora)等群落的光谱特征,绝大多数盐沼湿地植物群落组成与光谱特征之间有显著的相关,识别效果最好的波段组是736~744 nm、746~753 nm、775~784 nm、815~824 nm和860~870 nm;对光谱反射率影响最大的生态环境因子分别是植物群落的高度和盖度,高程和其它环境因子的影响次之。研究成果可为遥感监测崇明东滩自然保护区内入侵种互花米草的空间分布和扩散规律提供技术支撑,为高光谱遥感影像的影像判读和解译分类以及盐沼湿地植被制图提供科学依据。     

互花米草与芦苇光合色素含量对淹水措施的响应

以上海崇明东滩入侵植物互花米草与本地种芦苇为研究对象,研究持续淹水胁迫对两种植物光合色素含量的影响.结果表明：互花米草与芦苇叶片的光合色素基本组成与含量不同,对持续淹水的响应也不同.在持续淹水胁迫下,互花米草叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量降低,叶绿素a／b、类胡萝卜素／叶绿素值提高;芦苇各色素含量升高,叶绿素a／b、类胡萝卜素/叶绿素值基本保持稳定.解除持续淹水胁迫后,互花米草各色素含量逐渐升高,叶绿素a／b、类胡萝卜素／叶绿素值降低,并逐渐接近对照水平;而芦苇各色素含量显著高于对照.两种植物均表现出一定的补偿效应,但芦苇比互花米草更能适应同等程度的持续淹水胁迫.应用持续淹水措施治理互花米草时,可采用本地种芦苇作为治理后湿地恢复的替代植物.     

水位调控措施治理互花米草对大型底栖动物群落的影响

采用物理控制措施治理崇明东滩自然保护区外来入侵植物互花米草(Spartina alterniflora)的蔓延和扩散,对保护该地区的生物多样性具有重要的意义.研究跟踪了崇明东滩治理互花米草示范样地内水位调控措施对大型底栖动物群落的影响.结果显示,潮间带大型底栖动物的密度和生物量具有显著的季节性波动,实施持续水位调控措施样地中大型底栖动物的密度、生物量和丰富度指数均显著低于同时期对照样地.破堤排水后的恢复样地中,随着恢复时间延长,大型底栖动物密度、生物量和丰富度指数均有不同程度的恢复.应用DCA排序方法有助于进一步分析大型底栖动物群落与水位调控措施强度之间的相互关系.研究结果表明,水位调控措施会对盐沼植被中大型底栖动物的密度、生物量和多样性产生负面影响,但这种影响在治理互花米草水位调控措施结束后可逐渐自然恢复.     

Evaluation of ecosystem health for the coastal wetlands at the Yangtze Estuary, Shanghai

Despite the growing awareness of the important ecological functions and values provided by coastal and estuarine wetlands, wetland degradation continues worldwide due to increasing anthropogenic disturbances. Chongming Dongtan wetlands, adjacent to Shanghai, the largest city and industrial and trading port in China in rapid urban expansion and socioeconomic development are currently threatened with biodiversity reduction, wetland loss, contamination, and invasion of exotic plant. Sustainable protection and management of Dongtan Nature Reserve necessitate research to develop diagnostic tools and indicators for a comprehensive and objective assessment of wetland ecosystem health condition. Based on the pressure-state-response framework and ecological and environmental surveys at the Dongtan wetlands, an indicator system was established for evaluating the coastal wetlands ecosystem health, using indicators detected from satellite imagery and current field surveys. Through the establishment of health assessment units and spatial quantification of the indicators, the spatial clustering analysis, integrated with remote sensing and geographic information system technique was applied to make an accurate diagnosis of ecosystem health for Chongming Dongtan wetlands and highlight the areas in subhealthy and unhealthy condition and urgent need of conservation and management. The results from this research indicated that the ecosystem health condition at the Dongtan wetlands showed spatial variation, to a certain extent, corresponding to the distributions of elevation and land cover types. More than 75 % of the total study area was at a relatively healthy level, with 34.19 km² for the very healthy zone and 41.08 km² for the healthy zone, while the subhealthy and unhealthy zones covered 18.23 and 4.76 km², respectively. This study demonstrated the potential for this integrated approach to give objective and effective evaluation of ecosystem health for the dynamic coastal and estuarine wetlands and provide up-to-date information to assist with early warning for ecological security and management decisions for Chongming Dongtan Nature Reserve.     

崇明东滩自然保护区盐沼植被的时空动态

盐沼植被是滩涂湿地的重要组成部分,其动态变化直接影响着湿地的生态服务功能和价值。通过对1998~2005年间4景不同时相的LandsatTM遥感影像的解译分析,结合历史资料数据和近年来的现场调查,分析了崇明东滩鸟类自然保护区自建立以来,盐沼植被的时空演替动态过程。结果显示,随着滩涂的淤涨,东滩盐沼植被的面积从1998年的2478.32hm2增加到2005年的4687.74hm2,而互花米草(Spartina alterniflora)自人为引入至2005年,其面积已增加到1283.4hm2,其增加速率显著高于土著种芦苇(Phragmites australis)和海三棱藨草(Scirpus mariqueter),并且已在东滩保护区相当区域内形成单优势种群落。受1998年和2001年两次高滩围垦和互花米草入侵影响,崇明东滩的芦苇群落面积大大减少,虽随着滩涂的淤涨,芦苇群落的面积逐年有所增加,但增加的速度缓慢。互花米草有着更广的生态幅和竞争优势,是滩涂中扩散最快的植被,而淤涨型滩涂为其提供了可扩张的空生态位,如不加以控制和治理,其快速扩散将会对崇明东滩保护区的生态系统造成更大的威胁和影响。     

遥感与GIS支持下的崇明东滩迁徙鸟类生境适宜性分析

崇明东滩鸟类自然保护区位于长江入海口,是国际迁徙鸟类重要的栖息地.受自然和社会因素影响,该地区鸟类栖息环境正处于快速变化.研究采用面向对象的图像分割方法提取鸟类生境适宜性多边形评价单元,根据近年来野外调查数据分析了影响迁徙鸟类生存的地类、植被、潮沟、底栖生物等关键环境因素,建立了鸟类与关键环境影响因素的定性定量关系.在此基础上利用GIS空间分析方法和技术,进行了崇明东滩鸟类保护区内主要四大鸟类种群雁鸭类、鸻鹬类、鹭类以及鸥类的生境适宜性分析.结果表明:(1)崇明东滩迁徙鸟类生境较适宜的面积占保护区总面积40%左右;(2)光滩区域、与光滩邻近的海三棱藨草带以及潮沟地带是鸟类生境适宜性较好的地理区域;(3)基于面向对象的遥感分析技术和GIS空间分析技术,能有效且简便地对生态环境处于快速动态变化中的物种生境适宜性进行快速、客观准确的分析评价,其结果可为崇明东滩鸟类种群及其生存环境规划、保护和管理提供基础科学依据.     

芦苇与入侵植物互花米草的光合特性比较

以上海崇明东滩湿地外来入侵植物互花米草与本地种芦苇为研究对象,对它们的光合特性进行了比较研究,结果表明:(1)与芦苇相比,互花米草具有更高的表观量子效率(AQY)、CO2羟化效率(CE)和最大净光合速率(pmax);(2)生长季节初期,互花米草午间时段的光合、气孔导度和蒸腾速率均高于芦苇,各指标与光、温的变化基本一致;(3)互花米草的净光合速率曲线呈“单峰”型,测定指标在强光合辐射、高温条件下迅速上升,芦苇则表现出明显的“午休”现象;(4)在生长季节初期(5月份)和活跃期(9月份),互花米草的净光合速率显著高于芦苇,而在生长季节后期(11月份)则低于芦苇。该项研究有利于解释互花米草生长迅速,生产力高,竞争性强的生理生态学特性。     

基于空间分带的崇明东滩水鸟适宜生境的时空动态分析

本文采用1990—2008年期间6期Landsat TM遥感影像的解译结果,基于ArcGIS空间分带方法并构建生境有利度指数,分析了崇明东滩水鸟适宜生境的时空动态。结果表明：（1）近20 a来,主要受自然湿地的围垦、堤内土地利用方式变化和堤外互花米草(Spartina alterniflora)入侵的影响,崇明东滩海三棱藨草(Scirpus mariqueter)群落（SMC）和养殖塘（AP）的数量特征变化较大,水鸟适宜生境的数量和结构经历了由自然生境到人工生境再到自然生境占支配地位的变化;（2）1990—2008年期间,SMC和AP生境有利度指数值的最高年份分别是1990和2003年,指数值的最低年份分别是2000和2008年;（3）1990s年代的大规模围垦以及互花米草的入侵,致使SMC生境的面积锐减,其主要分布范围从1990年的堤外1000—5000 m变为堤外0—3000 m处,导致SMC生境状况恶化;（4）大堤内AP生境是崇明东滩的重要水鸟生境类型,受堤内土地利用方式改变的影响,该生境2008年的生境有利度指数很低。崇明东滩鸟类生境的管理和保护不仅应重视自然湿地中的光滩与浅水区域,同时更应侧重于海三棱藨草群落和堤内养殖塘的管理和保护,其重点管理和保护范围可界定在堤外3000 m到堤内2000 m之间。崇明东滩水鸟生境的管理应实现多目标管理,维持各类适宜生境的足够面积和合理的空间布局,并在时间尺度上保持相对稳定,才能有效地保护各类水鸟种群及其生物多样性。