替代牧草对少花蒺藜草生态竞争效应及机制

Field sandbur (Cenchrus pauciflorus Benth.) is considered one of the worst invasive species in the world.It shows serious harm and spreads strongly in Horqin sandy in the recent years, there is no effective repressive methods at present.Our previous work found that some perennial native grasses have showed obvious competitive advantage in this grass invasion community.This project intends to focus on the field sandbur introduced in Horqin sandy land, a replaced treatment trial will be tested on effects of four different grasses of Medicago sativa, Lespedeza davurica, Astragalus adsurgens, Leymus chinensis on invaded field sandbur district. Under the alternative control we will have a comparative study between the local native grasses and field sandbur in different community on the effects photosynthetic physiological charateristica, morphological plasticity and resource allocation strategy and resource utilization strategy on the change of individual, population, community characteristics and dynamic changes of soil ecological fuction and the allelopathic effect.Through the above research, he study will reveal the clear competition mechanism and effective control method to prevent field sandbur spreading in Horqin sandy land.

少花蒺藜草（Cenchrus pauciflorus）是一种恶性外来入侵杂草，近年来在科尔沁沙地强势蔓延，危害严重，目前尚无有效遏制措施。项目组前期研究发现，在少花蒺藜草入侵群落中，一些多年生土著牧草对其具有明显的竞争优势，但竞争机制尚不明确。本项目拟以科尔沁沙地少花蒺藜草为研究对象，选用具有明显竞争优势的4种土著牧草对其进行替代控制，从个体、种群、群落变化、土壤生态过程及化感效应上，对比研究少花蒺藜草与本地土著牧草光合生理特性、形态可塑性、资源分配格局、生殖分配策略以及资源利用策略，揭示自然条件和替代控制下少花蒺藜草的入侵竞争效应，明确土著牧草对少花蒺藜草的竞争机制，为有效遏制少花蒺藜草在科尔沁沙地的扩散蔓延提供理论依据和技术支撑。

少花蒺藜草（Cenchrus pauciflorus）是一种恶性外来入侵杂草，近年来在科尔沁沙地强势蔓延，危害严重，目前尚无有效遏制措施。在研究防除外来物种入侵措施中，生物替代控制因不会引发新一轮生态安全问题而备受关注。本项目以科尔沁沙地少花蒺藜草为研究对象，选用具有明显竞争优势的几种土著牧草对其进行替代控制，从个体、种群、群落变化、土壤生态过程及化感效应上，对比研究少花蒺藜草与本地土著牧草光合生理特性、形态可塑性、资源分配格局、生殖分配策略以及资源利用策略，揭示替代竞争下少花蒺藜草的入侵效应。结果显示，替代牧草与少花蒺藜草在不同混播比例条件下替代牧草与少花蒺藜草的相对产量、竞争平衡指数、土地当量比各不相同；替代竞争显著提高了少花蒺藜草土壤尿酶、磷酸酶和蔗糖酶的活性，其中，根际土中磷酸酶和蔗糖酶活性显著高于非根际土；在重度入侵自然条件下，早期人为干预和动物采食不会影响少花蒺藜草种群数量；在实验室条件下，人为去除不同发芽率的少花蒺藜草刺包的胚根、胚芽，其再芽率也有所不同；利用紫花苜蓿根、茎叶2种浸提液对少花蒺藜草种子萌发进行化感作用研究，结果表明，紫花苜蓿茎叶浸提液对少花蒺藜草种子萌发的抑制作用强于根的浸提液，以0.1gmL-1紫花苜蓿茎叶浸提液对种子萌发的抑制效果最强；当储藏时间达到12Mon时种子萌发率最高，覆土深度对少花蒺藜草种子萌发起到抑制作用，但少花蒺藜草发芽能力很强，在覆土深度为12cm时种子的发芽率仍为26.67%。由此可知，少花蒺藜草有很强的入侵性，在利用替代牧草对少花蒺藜草进行生物控制时，生物控制起了一定程度的作用，但当替代特牧草比例多于少花蒺藜草时，替代牧草对少花蒺藜草的竞争能力大于替代牧草本身的种内竞争，而少花蒺藜草本身的种内竞争强于对替代牧草的种间竞争，也就是种间竞争存在此消彼长的现象，项目结果对防除外来物种入侵上提供了科学参考依据。