Целаструс округлый
Примеры и перспективы в этой статье могут не отражать мировую точку зрения на предмет . ( декабрь 2010 г. ) |
Восточный горько-сладкий | |
---|---|
Научная классификация | |
Королевство: | Растения |
Клэйд : | Трахеофиты |
Клэйд : | покрытосеменные растения |
Клэйд : | Эвдикоты |
Клэйд : | Розиды |
Заказ: | Селастралес |
Семья: | Целастровые |
Род: | Целаструс |
Разновидность: | C. orbiculatus |
Биномиальное имя | |
Целаструс округлый |
Celastrus orbiculatus — древесная лиана семейства Celastraceae . [1] Его обычно называют восточным горько-сладким . [2] [3] [4] а также китайская горько-сладкая , [3] Азиатская горько-сладкая , [4] круглолистный горько-сладкий , [4] и азиатская горько-сладкая .
Он произрастает в Китае, где является наиболее широко распространенным видом целаструса , а также в Японии и Корее. [5] Он был завезен в Северную Америку в 1879 году. [6] и считается инвазивным видом на востоке Северной Америки. [7] Он очень похож на местный североамериканский вид Celastrus scandens , с которым легко гибридизуется. [8]
Описание
[ редактировать ]Определяющей характеристикой лиственного растения являются его лозы: они тонкие, веретенообразные, с корой от серебристого до красновато-коричневого цвета. Обычно они имеют диаметр от 1 до 4 см (0,4–1,6 дюйма). Однако, если рост не нарушен, лозы могут превышать 10 см (3,9 дюйма), а при срезании на них будут видны возрастные кольца , которые могут превышать 20 лет.
Когда Celastrus orbiculatus растет сам по себе, он образует заросли ; когда он находится рядом с деревом, лозы обвивают ствол на высоте до 40 футов. Известно, что окружающие лозы задушат дерево-хозяин или сломают ветви из-за лишнего веса, что также верно и в отношении более медленно растущего американского вида C. scandens . Листья круглые и блестящие, длиной 2–12 см (0,8–4,7 дюйма), имеют зубчатые края и растут поочередно вдоль лоз.
На пазушных соцветиях расположены маленькие зеленые цветки. Плод представляет собой трехстворчатую коробочку, которая раскрывается, обнажая ярко-красные зернышки, покрывающие семена. Все части растения ядовиты. [9]
Ареал и среда обитания
[ редактировать ]Из-за систематического нарушения восточных лесов для производства древесины и отдыха, восточная горько-сладкая натурализовалась в ландшафтах, обочинах дорог и лесных массивах восточной части Северной Америки. В Соединенных Штатах его можно найти на юге до Луизианы, на севере до штата Мэн и на западе до Скалистых гор. [10] [11] Он предпочитает мезические леса, где, как известно, затмевает местные растения. [12]
Выращивание
[ редактировать ]Celastrus orbiculatus культивируется как декоративное растение . В Великобритании он получил награду Королевского садоводческого общества за заслуги перед садом . [13]
Как инвазивный вид
[ редактировать ]Восточный горько-сладкий является сильным конкурентом в окружающей среде, и его распространение поставило под угрозу выживание нескольких других видов. Одним из качеств, способствующих успеху этого вида, являются плоды привлекательной окраски. В результате его поедают млекопитающие и птицы, которые разносят семена в разные места.
Внедрение восточного горько-сладкого растения в новые районы ставит под угрозу местную флору, поскольку тогда у местных растений появляется сильный конкурент в окрестностях. Этот вид произрастает в Восточной Азии, но был завезен в США в эстетических целях. [14] Его использовали в цветочных композициях, а из-за неправильной утилизации растение было безрассудно завезено в районы, что нанесло ущерб экологии более чем 33 штатов от Джорджии до Висконсина и некоторых частей Аппалачей. [14] Организм растет в основном по периметру участков с высокой растительностью, что позволяет ему легко получить доступ к границе ресурсов. Способность восточной горько-сладкой расти в различных средах оказалась губительной для многих видов растений, обитающих в Аппалачах, и с течением времени она все больше перемещается на Запад. [15] [16] [17]
Восточный горько-сладкий использует множество стратегий проникновения и распространения, что позволяет ему вытеснять окружающие виды растений в чужеродных регионах. Это веская причина, почему контроль над этим видом представляет трудности. [18] Вторжение завода создало различные экологические, управленческие и сельскохозяйственные проблемы, что сделало его центром внимания усилий по сохранению окружающей среды .
Реакция на абиотические факторы
[ редактировать ]Восточную горько-сладкую траву можно найти растущей на высоких и крутых склонах. При размещении на 10 различных участках с различной интенсивностью освещения и концентрацией азота было обнаружено, что горько-сладкий восточный имеет более высокую надземную биомассу , а также более низкий уровень смертности по сравнению с его родственным видом Celastrus scandens (американский горько-сладкий). Этот вид способен конкурировать с другими видами, более эффективно реагируя на абиотические условия, такие как солнечный свет. В различных абиотических условиях (таких как различная интенсивность солнечного света и концентрация азота) уровень смертности восточной горько-сладкой составляет 14% по сравнению с американской горько-сладкой, уровень смертности которой составляет 33%. [19] Восточная горько-сладкая культура не может развиваться так же эффективно, если ее поместить в очень влажную или сухую среду; однако он процветает в условиях умеренного количества осадков, что приводит к увеличению скорости роста.
Солнечный свет — один из важнейших ресурсов восточного горько-сладкого растения. Как показали контролируемые эксперименты, восточная горько-сладкая культура растет быстрее в условиях, где больше солнечного света. В исследовании, в котором популяции получали более 28% солнечного света, они демонстрировали более высокий рост и биомассу. [19] В этом исследовании использовались слои тканой ткани, чтобы контролировать процент доступного солнечного света. В этом эксперименте соотношение TLL (живая длина стеблей каждого растения) увеличивалось, когда восточная горько-сладкая подвергалась воздействию большего количества солнечного света. [19] Если восточная горько-сладкая подвергалась воздействию 2% солнечного света, то соотношение TLL уменьшалось. [19] Восточная горько-сладкая биомасса может увеличиться на 20% при воздействии 28% солнечного света, а не 2%. Сильная реакция растения на солнечный свет соответствует его роли инвазивного вида, поскольку оно может конкурировать с другими видами, борясь за больше солнечного света и получая его. Хотя темпы роста снижаются, когда восточная горько-сладкая подвергается воздействию 2% солнечного света (из-за снижения фотосинтетической способности), выживаемость у нее все же составляет 90%. [20] Экспериментальные данные показали, что восточная горько-сладкая обладает сильной способностью переносить условия низкой освещенности, « коэффициент пропускания в среднем составляет от 0,8 до 6,4% ». [21] Было обнаружено, что по сравнению с его родственным американским горько-сладким растением, при размещении в местах обитания с небольшим количеством света, горько-сладкое восточное имело увеличенную высоту, надземную биомассу и общую массу листьев. [20] [21] Восточная горько-сладкая, по сравнению со многими другими конкурирующими видами, является лучшим конкурентом в получении солнечного света.
Температура — еще одна переменная, которая играет роль в росте и развитии восточной горько-сладкой как инвазивного вида. Было показано, что в отличие от других инвазивных видов высокие летние температуры подавляют рост растений. Также было показано, что восточная горьковато-сладкая кислица пользуется положительным спросом в местах обитания с большим годовым количеством осадков. Это примечательно, поскольку он резко контрастирует с другими распространенными инвазивными видами, такими как Berberis thunbergii и Euonymus alatus , вероятность акклиматизации которых снижается при помещении в среду с большим годовым количеством осадков. [22]
По сравнению с другими инвазивными видами, проанализированными в недавнем исследовании, восточный горько-сладкий более распространен в ландшафтах, где доминируют развитые районы. [22] Также было обнаружено, что открытые и заброшенные места обитания положительно влияют на распространение растения по сравнению с другими инвазивными видами. [22] Кроме того, этот вид широко распространен в окраинных местообитаниях . Эта способность жить в различных условиях окружающей среды вызывает опасения по поводу расселения растения.
Биотические взаимодействия
[ редактировать ]Мутуалистические взаимодействия
[ редактировать ]Определяющим фактором в отношении способности восточной горько-сладкой конкурировать с местными видами растений является ее способность образовывать мутуалистические ассоциации с микоризными грибами , особенно с арбускулярными микоризными грибами . [23] Рост восточного горько-сладкого растения сильно зависит от усвоения фосфора . В недавнем исследовании было обнаружено, что рост был выше, когда арбускулярные микоризные грибы присутствовали в почве с низкой концентрацией фосфора, по сравнению с тем, когда растение было помещено в среду с высокими концентрациями почвенного фосфора без присутствия арбускулярных микоризных грибов. [23] Результаты этого исследования показывают важность симбиотических отношений, позволяющих восточной горько-сладкой эффективно усваивать питательные вещества из окружающей среды. Кроме того, симбиотические отношения с микоризой позволяют этому инвазивному виду использовать меньше энергии корневой биомассы для поглощения необходимых питательных веществ. Это может иметь решающее значение для того, чтобы позволить восточной горько-сладкой действовать в качестве эффективного инвазивного вида, поскольку он способен выделять больше энергии своей надземной биомассе, а не подземной биомассе; Важным моментом, касающимся инвазивности этого растения, является фотосинтетическая способность и репродуктивная способность. [23] грибами такие отношения не наблюдались Симбиотические отношения, установленные с грибами, возникают только с арбускулярными микоризными грибами, тогда как с эктомикоризными . Эти исследования показали, что подходящие микоризы являются решающим фактором, определяющим, сможет ли растение выжить в окружающей среде. [23] Исследования также показали, что «интродуцированные виды растений могут модифицировать микробные сообщества в почве, окружающей не только их собственные корни, но и корни соседних растений, тем самым изменяя конкурентные взаимодействия между видами растений». [23] Это может быть ключевым инвазивным признаком восточной горько-сладкой, поскольку позволяет растению негативно влиять на окружающую растительную жизнь, изменяя их подземные симбиотические микробные взаимоотношения. [23] Однако необходимы дальнейшие эксперименты, чтобы определить, использует ли этот организм эту особенность в качестве инвазивной стратегии.
Конкурентные взаимодействия
[ редактировать ]Одной из инвазивных характеристик восточной горько-сладкой является эффективное использование энергии для увеличения высоты растений, что дает ей конкурентное преимущество перед аналогичными растениями. Исследование, проведенное в 2006 году, показало, что по сравнению с родственным ему американским горько-сладким растением восточное горько-сладкое имело увеличенную высоту, надземную биомассу и общую массу листьев. [20] Это не означает, что восточная горько-сладкая продукция превосходила американскую горько-сладкую по всем критериям: по сравнению с восточной горько-сладкой «американская горько-сладкая трава имела увеличенный диаметр стебля, площадь одного листа и соотношение массы листа к массе стебля», что наводит на мысль, что американская горько-сладкая трава сосредоточивала рост на задних частях листа. части растения, а не характеристики растения, подчеркнутые восточной горько-сладкой, такие как длина стебля. [20] Это важно, поскольку высота играет важную роль, позволяя восточному горько-сладкому цветку вытеснить окружающую растительность. [20] Сосредоточение роста на длине стебля позволяет ему занять хорошую позицию для поглощения света, а также отрицательно влиять на жизнь окружающих растений, создавая условия, подобные тени.
Также было показано, что морфология этого вида, напоминающая виноградную лозу, оказывает негативное влияние на окружающую растительную жизнь. Например, данные свидетельствуют о том, что эта морфологическая характеристика облегчает его способность опоясывать близлежащие деревья, создавая общий негативный эффект на деревья, например, делая их более восприимчивыми к повреждению льдом или повреждению ветвей из-за веса растения. [24] Кроме того, исследования показали, что восточная горько-сладкая способна выкачивать питательные вещества из окружающих растений. Исследование показало, что это происходит в различных средах, что указывает как на повышенную относительную пластичность растения, так и на повышенное поглощение питательных веществ. [21]
Одно исследование показало, что присутствие восточной горько-сладкой повышает щелочность окружающей почвы, что характерно для многих успешных инвазивных видов растений. [24] Это изменяет доступность необходимых питательных веществ и препятствует усвоению питательных веществ местными растениями. Хотя связь между восточной горько-сладкой и щелочностью почвы устойчива, существует ряд предполагаемых механизмов этого наблюдения. Значительная надземная биомасса растения требует преимущественного поглощения нитратов , а не аммиака , что приводит к нитрификации почвы . Он также обладает высокой катионообменной способностью , что также поддерживает большую биомассу. Любая из этих функций могла бы объяснить повышенную щелочность, но необходимы дальнейшие эксперименты, чтобы определить точный механизм. [24]
Гибридизация
[ редактировать ]Еще одна серьезная угроза, исходящая от восточной горько-сладкой, - это гибридизация с американской горько-сладкой. Гибридизация легко происходит между американскими горько-сладкими самками и восточными горько-сладкими самцами, хотя известно, что обратное происходит в меньшей степени. Полученный гибридный вид полностью способен к размножению. [25] Теоретически, если нашествие восточных горько-сладких растений продолжит усиливаться, широко распространенная гибридизация может генетически разрушить всю американскую популяцию горько-сладких растений, что, возможно, приведет к их исчезновению. [15]
Управление
[ редактировать ]Чтобы свести к минимуму последствия вторжения восточной горько-сладкой в среду обитания в Северной Америке, необходимо жестко контролировать ее рост и распространение. Раннее обнаружение имеет важное значение для успешных усилий по сохранению. Чтобы уменьшить дальнейший рост и распространение, надземную растительность срезают, а всю листву опрыскивают триклопиром , распространенным гербицидом . Глифосат — еще один химический метод борьбы. Эти два гербицида обычно распыляют непосредственно на растения поздней осенью, чтобы предотвратить поражение других растений. Эти шаги необходимо повторять ежегодно или всякий раз, когда наблюдается возобновление роста. [26] Триклопир нетоксичен для большинства видов животных и насекомых и слегка токсичен для некоторых видов рыб, но его период полураспада в воде составляет менее суток, что делает его безопасным и эффективным для использования в полевых условиях. [26] [27] Применяют и механические методы, но они не столь эффективны из-за сложности полного удаления корня. [28] Также не существует агента биологического контроля, который помог бы контролировать этот вид. [29] Применяются механические и химические методы, но они лишь временно исправляют ситуацию.
Фитохимические вещества
[ редактировать ]Бицелафанол А представляет собой нейропротекторный димер-тринордитерпен, выделенный из коры Celastrus orbiculatus . [30]
Использование
[ редактировать ]Несмотря на умеренную токсичность плодов, некоторые виды домашнего скота безрезультатно поедают листья. Его прочные и крепкие лозы служат хорошим источником материала для плетения корзин. Волокнистую внутреннюю кору можно использовать для изготовления прочной веревки .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хоу, Д. (1955). «Ревизия рода Celastrus » . Анналы ботанического сада Миссури . 42 (3). Издательство Ботанического сада Миссури: 215–302. дои : 10.2307/2394657 . JSTOR 2394657 .
- ^ Ли, Сангте; Чанг, Кае Сун, ред. (2015). Английские названия местных корейских растений (PDF) . Почхон: Корейский национальный дендрарий . п. 402. ИСБН 978-89-97450-98-5 . Получено 15 марта 2019 г. - через Корейскую лесную службу .
- ^ Jump up to: а б Уикс, Салли С.; Уикс, Хармон П. (младший) (2011). Кустарники и древесные лозы Индианы и Среднего Запада: идентификация, ценность дикой природы и использование в ландшафтном дизайне . Вест-Лафайет: Издательство Университета Пердью. п. 392. ИСБН 9781557536105 .
- ^ Jump up to: а б с Царапата, Элизабет Дж. (2005). Инвазивные растения верхнего Среднего Запада: иллюстрированное руководство по их идентификации и борьбе с ними . Мэдисон: Издательство Университета Висконсина. п. 45. ИСБН 9780299210540 .
- ^ Чжан, Чжисян; Фанстон, Мишель. « Целаструс круговидный Флора Китая Том. 11 – через eFloras.org, Ботанический сад Миссури , Сент-Луис, Миссури. Луис, Миссури и Гербарии Гарвардского университета , Кембридж, Массачусетс.
- ^ « Celastrus orbiculatus – восточная горько-сладкая лоза» . Сохранение Новой Англии . Архивировано из оригинала 18 марта 2016 года . Проверено 31 октября 2009 г.
- ^ « Целаструс круговидный » . Карта распространения на уровне округа из Атласа растений Северной Америки (NAPA) . Программа «Биота Северной Америки» (BONAP). 2014.
- ^ Уайт, Орланд Э.; Рэй М. Боуден (1947). «Восточные и американские горько-сладкие гибриды». Журнал наследственности . 38 (4): 125–128. doi : 10.1093/oxfordjournals.jhered.a105705 . ПМИД 20242535 .
- ^ Ува, Ричард Х.; Нил, Джозеф К.; Дитомазо, Джозеф М. (1997). Сорняки Северо-Востока . Итака, Нью-Йорк: Издательство Корнельского университета. стр. 336–337.
- ^ Хатчисон, Макс (1990). «Руководство по управлению растительностью: горько-сладкая круглолистная» . Руководство по уходу за растительностью . Обзор естественной истории Иллинойса. Архивировано из оригинала 7 сентября 2005 года.
- ^ Курц, Кассандра М. (2018). Оценка восточной горько-сладкой природы в лесах севера США . Ньютаун-сквер, Пенсильвания: Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Северная исследовательская станция . Проверено 20 ноября 2018 г.
- ^ Арчана Панде; Кэрол Л. Уильямс; Кристофер Л. Лант; Дэвид Дж. Гибсон. «Использование алгебры карт для определения мезомасштабного распределения инвазивных растений: случай Celastrus orbiculatus в Южном Иллинойсе, США» (PDF) . Биологические вторжения: 2006. Архивировано из оригинала (PDF) 12 июня 2010 года.
- ^ « Celastrus orbiculatus Группа гермафродитов » . rhs.org . Королевское садоводческое общество . Проверено 12 апреля 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Макнаб, Вашингтон; Лофтис, Д.Л. (2002). «Вероятность появления и особенности среды обитания восточной горько-сладкой в дубовом лесу в южных Аппалачах, США» . Лесная экология и управление . 155 (1–3): 45–54. дои : 10.1016/S0378-1127(01)00546-1 .
- ^ Jump up to: а б Джонс, Чад К. (2012). «Проблемы прогнозирования будущего распространения инвазивных видов растений» . Лесная экология и управление . 284 : 69–77. дои : 10.1016/j.foreco.2012.07.024 .
- ^ Олбрайт, Томас П.; Андерсон, Дин П.; Кейлер, Николас С.; Пирсон, Скотт М.; Тернер, Моника Г. (2009). «Пространственное наследие интродукции: Celastrus orbiculatus в южных Аппалачах, США». Журнал прикладной экологии . 46 (6): 1229–1238. дои : 10.1111/j.1365-2664.2009.01707.x .
- ^ Jump up to: а б Министерство сельского хозяйства США, NRCS (nd). « Целаструс круговидный » . База данных PLANTS (plants.usda.gov) . Гринсборо, Северная Каролина: Национальная группа по данным о растениях.
- ^ Гринберг, Швейцария; Смит, Л.М.; Леви, диджей (2001). «Судьба плодов, прорастание семян и рост инвазивной лозы — экспериментальная проверка стратегии «сидеть и ждать»» . Биологические инвазии . 3 (4): 364–372. дои : 10.1023/А:1015857721486 . S2CID 6742817 .
- ^ Jump up to: а б с д Эллсуорт, JW; Харрингтон, РА; Фаунс, Дж. Х. (2004). «Выживаемость, рост и газообмен проростков Celastrus orbiculatus на солнце и в тени». Американский натуралист из Мидленда . 151 (2): 233–240. doi : 10.1674/0003-0031(2004)151[0233:SGAGEO]2.0.CO;2 . JSTOR 3566741 . S2CID 85822380 .
- ^ Jump up to: а б с д и Лейхт С.А., Силандер Дж.А. (июль 2006 г.). «Дифференциальные реакции инвазивного Celastrus orbiculatus (Celastraceae) и местного C. scandens на изменения качества света». Являюсь. Дж. Бот . 93 (7): 972–7. дои : 10.3732/ajb.93.7.972 . ПМИД 21642161 .
- ^ Jump up to: а б с Лейхт-Янг, Стейси А.; Павлович, Ноэль Б.; Грюндель, Ральф; Фронэппл, Кристалинн Дж. (2007). «Выделение местных ( Celastrus Scandens L.) и инвазивных ( C. Orbiculatus Thunb.) горько-сладких видов по морфологическим характеристикам». Журнал Ботанического общества Торри . 134 (4): 441–50. дои : 10.3159/07-RA-028.1 . JSTOR 20063940 . S2CID 86456782 .
- ^ Jump up to: а б с Ибаньес, Инес; Силандер, Джон А.; Уилсон, Адам М.; Лафлер, Нэнси; Танака, Нобуюки; Цуяма, Икутаро (2009). «Многомерные прогнозы потенциального распространения инвазивных видов растений». Экологические приложения . 19 (2): 359–75. дои : 10.1890/07-2095.1 . ПМИД 19323195 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Летт, Карли Н.; Девальд, Лаура Э.; Хортон, Джонатан (2011). «Микориза и почвенный фосфор влияют на рост Celastrus orbiculatus». Биологические инвазии . 13 (10): 2339. doi : 10.1007/s10530-011-0046-3 . S2CID 22309836 .
- ^ Jump up to: а б с Лейхт-Янг, Стейси А.; О'Доннелл, Хиллари; Латимер, Эндрю М.; Силандер, Джон А. (2009). «Влияние инвазивного вида растений Celastrus orbiculatus на состав почвы и процессы». Американский натуралист из Мидленда . 161 (2): 219. дои : 10.1674/0003-0031-161.2.219 . S2CID 12833005 .
- ^ Павлович, НБ; Янг, С.Л. (2007). «Отличие чужеродной инвазивной лозы от местного сородича: морфология, генетика и гибридизация» (PDF) . Геологическая служба США, Отдел здоровья и восстановления экосистем.
- ^ Jump up to: а б Павлович Н. Лейхт-Янг С., Морфорд Д. и Малкорни Н. (2011). «Сжигать или не сжигать восточную горько-сладкую сладость: загадка менеджера по пожарной безопасности» (PDF) . Геологическая служба США, Станция экологических исследований озера Мичиган, Научный центр Великих озер. Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2013 года . Проверено 21 апреля 2013 г.
{{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Ганапати, Карисса (1997). «Экологическая судьба триклопира» (PDF) . Отдел экологического мониторинга и борьбы с вредителями, Департамент регулирования пестицидов. Архивировано из оригинала (PDF) 13 июня 2009 года . Проверено 21 апреля 2013 г.
- ^ Сверинген Дж., Решетилофф К., Слэттери Б. и Цвикер С. (2002). «Растения-захватчики среднеатлантических природных территорий» . Растения-захватчики среднеатлантических природных территорий. Служба национальных парков и Служба охраны рыбы и дикой природы США. п. 82.
{{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Драйер, Гленн Д. (2003). «Горько-восточная сладость: Краткое содержание управления элементом» . Программа управления и исследования диких сорняков, Сорняки в Интернете. Архивировано из оригинала 23 октября 2008 года.
- ^ Ли, Ван; Дж, Ву; З, Ян; Xj, Ван; Й, Фу; Сз, Лю; Хм, Ван; Вл, Чжу; Хи, Чжан (26 апреля 2013 г.). «(M)- и (P)-бицелафанол А, димерные тринордитерпены с многообещающей нейропротекторной активностью из Celastrus orbiculatus» . Журнал натуральных продуктов . 76 (4): 745–9. дои : 10.1021/np3008182 . ПМИД 23421714 . Проверено 16 сентября 2020 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Профиль видов – горько-сладкий восточный ( Celastrus orbiculatus ) , Национальный информационный центр по инвазивным видам, Национальная сельскохозяйственная библиотека США . Перечисляет общую информацию и ресурсы по Oriental Bittersweet.