stringtranslate.com

Celastrus orbiculatus

Celastrus orbiculatus — деревянистая лиана семейства Celastraceae . [1] Его обычно называют восточным горько-сладким растением , [2] [3] [4] , а также китайским горько-сладким растением , [3] азиатским горько-сладким растением , [4] круглолистным горько-сладким растением , [4] и азиатским горько-сладким растением .

Он произрастает в Китае, где является наиболее широко распространенным видом Celastrus , а также в Японии и Корее. [5] Он был завезен в Северную Америку в 1879 году, [6] и считается инвазивным видом в восточной части Северной Америки. [7] Он очень похож на местный североамериканский вид Celastrus scandens , с которым он легко гибридизуется. [8]

Описание

Определяющей характеристикой листопадного растения являются его лозы: они тонкие, веретенообразные и имеют серебристо-красновато-коричневую кору. Они обычно имеют диаметр от 1 до 4 см (от 0,4 до 1,6 дюйма). Однако, если рост не нарушен, лозы могут превышать 10 см (3,9 дюйма) и при срезе будут показывать 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 высоту до 40 футов. Известно, что окружающие лозы душат дерево-хозяина до смерти или ломают ветви из-за избыточного веса, что также верно для 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.

Маленькие зеленые цветы появляются на пазушных соцветиях. Плод — трехстворчатая коробочка, которая раскрывается, обнажая ярко-красные ворсинки, покрывающие семена. Все части растения ядовиты. [9]

Ареал и среда обитания

Из-за систематических нарушений восточных лесов для производства древесины и отдыха, восточный горько-сладкий фрукт прижился в ландшафтах, обочинах дорог и лесах восточной части Северной Америки. В Соединенных Штатах его можно найти на юге до Луизианы, на севере до Мэна и на западе до Скалистых гор. [10] [11] Он предпочитает мезические леса, где, как известно, затмевает местные растения. [12]

Выращивание

Celastrus orbiculatus выращивается как декоративное растение . В Великобритании он получил премию Королевского садоводческого общества « За заслуги в садоводстве» . [13]

Как инвазивный вид

Восточный горько-сладкий — сильный конкурент в своей среде обитания, и его распространение поставило под угрозу выживание нескольких других видов. Одним из атрибутов, способствующих успеху этого вида, является наличие привлекательно окрашенных плодов. В результате его едят млекопитающие и птицы, которые выделяют семена в разные места.

Введение восточной горько-сладкой мяты в новые районы угрожает местной флоре, поскольку местные растения в таком случае имеют сильного конкурента поблизости. Вид является родным для Восточной Азии, но был завезен в США в эстетических целях. [14] Он использовался в цветочных композициях, и из-за неправильной утилизации растение было безрассудно завезено в районы, что повлияло на экологию более 33 штатов от Джорджии до Висконсина и части Аппалачей. [14] Организм растет в основном по периметру высоко вегетативных областей, что позволяет ему легко получать доступ к границе ресурсов. Способность восточной горько-сладкой мяты расти в различных средах оказалась пагубной для многих видов растений вдоль Аппалачских гор и с течением времени все больше перемещается на Запад. [15] [16] [17]

Карта распространения восточной горько-сладкой мяты
На этой карте показаны выявленные места произрастания восточной горько-сладкой мяты по состоянию на 2012 год (предоставлено Министерством сельского хозяйства США). [17]

Восточный горько-сладкий использует несколько инвазивных и расселенческих стратегий, что позволяет ему вытеснять окружающие виды растений в неместных регионах. Это весомая причина, по которой контроль вида представляет трудности для управления. [18] Вторжение растения создало разнообразные экологические, управленческие и сельскохозяйственные осложнения, сделав его центром усилий по охране окружающей среды .

Реакция на абиотические факторы

Солнечный свет является одним из важнейших ресурсов для восточной горько-сладкой мяты. Как показали контролируемые эксперименты, восточная горько-сладкой мяты растет быстрее в средах с большим количеством солнечного света. В исследовании, где популяции получали более 28% солнечного света, она показала более высокий рост и биомассу. [19] В этом исследовании использовались слои тканой ткани для контроля процента доступного солнечного света. В этом эксперименте общая жизненная длина (TLL, жизненная длина стеблей на каждом растении) увеличивалась, когда восточная горько-сладкой мяты подвергалась большему количеству солнечного света. [19] Если восточная горько-сладкой мяты подвергалась воздействию 2% солнечного света, то соотношение TLL уменьшалось. [19] Восточная горько-сладкой мяты может увеличивать биомассу на 20% при воздействии 28% солнечного света, а не 2%. Сильная реакция растения на солнечный свет параллельна его роли как инвазивного вида, поскольку он может вытеснять другие виды, борясь за и получая больше солнечного света. Хотя темпы роста снижаются, когда восточная горько-сладкая мята подвергается воздействию 2% солнечного света (из-за снижения фотосинтетической способности), она все равно демонстрирует 90%-ный уровень выживаемости. [20] Экспериментальные данные показали, что восточная горько-сладкая мята обладает сильной способностью переносить условия низкой освещенности «в среднем от 0,8 до 6,4% пропускания ». [21] По сравнению со своим сородичем американским горько-сладким мятой, при помещении в места обитания с небольшим количеством света, было обнаружено, что восточная горько-сладкая мята имеет большую высоту, большую надземную биомассу и большую общую массу листьев. [20] [21] Восточная горько-сладкая мята, 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 мяты как инвазивного вида. В отличие от других инвазивных видов, высокие летние температуры, как было показано, подавляют рост растений. Также было показано, что восточная горько-сладкой мята положительно себя чувствует в местах обитания с высоким годовым количеством осадков. Это примечательно, поскольку резко контрастирует с другими распространенными инвазивными видами, такими как Berberis thunbergii и Euonymus alatus , которые, как было показано, имеют пониженную вероятность укоренения при размещении в местах обитания с высоким годовым количеством осадков. [22]

По сравнению с другими инвазивными видами, проанализированными в недавнем исследовании, восточная горько-сладкая мята была более распространена в ландшафтах, где преобладают развитые районы. [22] Было также обнаружено, что открытые и заброшенные местообитания положительно влияют на распространение растения по сравнению с другими инвазивными видами. [22] Кроме того, вид в значительной степени благоприятствует пограничным местообитаниям . Эта способность жить в различных условиях окружающей среды вызывает беспокойство по поводу распространения растения.

Биотические взаимодействия

Взаимовыгодные взаимодействия

Определяющим фактором, влияющим на способность восточной горько-сладкой мяты вытеснять местные виды растений, является ее способность образовывать мутуалистические ассоциации с микоризными грибами , в частности, с арбускулярными микоризными грибами . [23] Рост восточной горько-сладкой мяты в значительной степени зависит от поглощения фосфора . В недавнем исследовании было обнаружено, что рост был больше, когда арбускулярные микоризные грибы присутствовали в почве с низкой концентрацией фосфора, по сравнению с тем, когда растение было помещено в среду с высокой концентрацией почвенного фосфора без присутствия арбускулярных микоризных грибов. [23] Результаты этого исследования показывают важность симбиотических отношений, позволяющих восточной горько-сладкой мяте эффективно усваивать питательные вещества из окружающей среды. Кроме того, симбиотические отношения с микоризой позволяют этому инвазивному виду использовать меньше своей энергии в корневой биомассе для поглощения необходимых питательных веществ. Это может иметь решающее значение для того, чтобы позволить восточной горько-сладкой мяте действовать как эффективный инвазивный вид, поскольку она способна выделять больше энергии своей надземной биомассе вместо подземной биомассы; важный момент, касающийся инвазивности этого растения, зависит от фотосинтетической способности и репродуктивной способности. [23] Симбиотические отношения, установленные с грибами, происходят только с арбускулярными микоризными грибами, в то время как с эктомикоризными грибами такие отношения не наблюдались . Эти исследования показали, что подходящая микориза является сильным определяющим фактором относительно того, сможет ли растение выжить в своей среде. [23] Исследования также показали доказательства того, что «введенные виды растений могут изменять 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 ключевой инвазивной чертой восточной горько-сладкой мяты, поскольку она позволяет растению негативно влиять на окружающую растительную жизнь, изменяя их подземные симбиотические микробные отношения. [23] Однако необходимы дальнейшие эксперименты, чтобы определить, использует ли этот организм эту черту в качестве инвазивной стратегии.

Конкурентные взаимодействия

Одной из инвазивных характеристик восточной горько-сладкой мяты является ее эффективное использование энергии для увеличения высоты растения, что дает ей конкурентное преимущество перед аналогичными растениями. Исследование, проведенное в 2006 году, показало, что по сравнению со своим сородичем американской горько-сладкой мятой, восточная горько-сладкой мята имела большую высоту, большую надземную биомассу и большую общую массу листьев. [20] Это не означает, что восточная горько-сладкой мята превзошла американскую горько-сладкой мяту по всем критериям: по сравнению с восточной горько-сладкой мятой, «американская горько-сладкой мята имела больший диаметр стебля, площадь одного листа и отношение массы листа к массе стебля», что позволяет предположить, что американская горько-сладкой мята сосредоточила рост на скрытых частях растения, а не на характеристиках растения, подчеркиваемых восточной горько-сладкой мятой, таких как длина стебля. [20] Это важно, поскольку высота играет важную роль в том, чтобы восточная горько-сладкой мята могла превзойти окружающую растительность. [20] Сосредоточение роста на длине стебля позволяет ей занимать сильную позицию для поглощения света, а также отрицательно влиять на окружающую растительную жизнь, создавая условия, похожие на тень.

Также было показано, что морфология этого вида, похожая на виноградную лозу, оказывает негативное воздействие на окружающую растительную жизнь. Например, данные свидетельствуют о том, что эта морфологическая характеристика облегчает его способность опоясывать близлежащие деревья, создавая общее негативное воздействие на деревья, например, делая их более восприимчивыми к повреждению льдами 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 свидетельствует как о повышенной относительной пластичности растения, так и об увеличенном усвоении питательных веществ. [21]

В одном исследовании было отмечено, что присутствие восточной горько-сладкой травы увеличивает щелочность окружающей почвы, что является характеристикой многих успешных инвазивных видов растений. [24] Это изменяет доступность основных питательных веществ и затрудняет способность местных растений усваивать питательные вещества. Хотя связь между восточной горько-сладкой травой и щелочностью почвы является постоянной, существует ряд предложенных механизмов для этого наблюдения. Значительная надземная биомасса растения требует преимущественного поглощения нитрата по сравнению с аммиаком , что приводит к нитрификации почвы . Она также имеет высокую катионообменную способность , что также поддерживает большую биомассу. Любая из этих функций могла бы объяснить повышенную щелочность, но необходимы дальнейшие эксперименты, чтобы точно определить механизм. [24]

Гибридизация

Другая серьезная угроза, которую представляет собой ориентальный горько-сладкий гриб, — это гибридизация с американским горько-сладким грибом. Гибридизация легко происходит между самками американского горько-сладкиго гриба и самцами восточного горько-сладкиго гриба, хотя известно, что противоположное происходит в меньшей степени. Полученный гибридный вид полностью способен к воспроизводству. [25] Теоретически, если нашествие ориентального горько-сладкиго гриба продолжит ухудшаться, широко распространенная гибридизация может генетически разрушить всю популяцию американского горько-сладкиго гриба, возможно, сделав ее вымершей. [15]

Управление

Чтобы свести к минимуму последствия вторжения восточной горькой сладкой в ​​места обитания в Северной Америке, ее рост и распространение должны строго контролироваться. Раннее обнаружение имеет важное значение для успешных усилий по сохранению. Чтобы уменьшить дальнейший рост и распространение, надземная растительность срезается, а вся листва опрыскивается триклопиром , распространенным гербицидом . Глифосат является еще одним химическим методом борьбы. Эти два гербицида обычно распыляются 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] Механические методы также использовались, но они не столь эффективны из-за сложности полного удаления корня. [28] Также нет биологического средства контроля, помогающего контролировать этот вид. [29] Применяются механические и химические методы, но они лишь временно исправляют ситуацию.

Фитохимические вещества

Бицелафанол А — это нейропротекторный димерный тринордитерпен, выделенный из коры древогубца обыкновенного . [30]

Использует

Несмотря на умеренную токсичность его плодов, некоторые виды скота поедают листья без всякого эффекта. Его прочные и жесткие лозы являются хорошим источником плетеного материала для корзин. Волокнистая внутренняя кора может использоваться для изготовления прочных веревок .

Ссылки

  1. ^ Хоу, Д. (1955). «Пересмотр рода Celastrus». Анналы ботанического сада Миссури . 42 (3). Издательство Ботанического сада Миссури: 215–302. дои : 10.2307/2394657. JSTOR  2394657.
  2. ^ Ли, Сангтэ; Чанг, Кае Сун, ред. (2015). Английские названия корейских местных растений (PDF) . Пхочон: Корейский национальный дендрарий . стр. 402. ISBN 978-89-97450-98-5. Получено 15 марта 2019 г. – через Корейскую лесную службу .
  3. ^ ab Weeks, Sally S.; Weeks, Harmon P. (Jr.) (2011). Кустарники и древесные лианы Индианы и Среднего Запада: идентификация, ценности дикой природы и использование в ландшафтном дизайне . West Lafayette: Purdue University Press. стр. 392. ISBN 9781557536105.
  4. ^ abc Czarapata, Elizabeth J. (2005). Инвазивные растения верхнего Среднего Запада: иллюстрированное руководство по их идентификации и контролю . Мэдисон: University of Wisconsin Press. стр. 45. ISBN 9780299210540.
  5. ^ Чжан, Чжисян; Фанстон, Мишель. "Celastrus orbiculatus". Флора Китая . Том 11 – через eFloras.org, Миссурийский ботанический сад , Сент-Луис, Миссури и гербарии Гарвардского университета , Кембридж, Массачусетс.
  6. ^ "Celastrus orbiculatus – Oriental Bittersweet Vine". Conservation New England . Архивировано из оригинала 18 марта 2016 года . Получено 31 октября 2009 года .
  7. ^ "Celastrus orbiculatus". Карта распространения на уровне округов из Североамериканского атласа растений (NAPA) . Программа по биоте Северной Америки (BONAP). 2014.
  8. ^ Уайт, Орланд Э.; Врей М. Боуден (1947). «Восточные и американские горько-сладкие гибриды». Журнал наследственности . 38 (4): 125–128. doi :10.1093/oxfordjournals.jhered.a105705. PMID  20242535.
  9. ^ Ува, Ричард Х.; Нил, Джозеф К.; Дитомасо, Джозеф М. (1997). Сорняки Северо-Востока . Итака, Нью-Йорк: Издательство Корнеллского университета. С. 336–337.
  10. ^ Хатчисон, Макс (1990). "Руководство по управлению растительностью: круглолистный горько-сладкий". Руководство по управлению растительностью . Исследование естественной истории Иллинойса. Архивировано из оригинала 7 сентября 2005 г.
  11. ^ Курц, Кассандра М. (2018). Оценка восточной горькой сладости в северных лесах США. Ньютаун-сквер, Пенсильвания: Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Северная исследовательская станция . Получено 20 ноября 2018 г.
  12. ^ 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) . Biol Invasions:2006. Архивировано из оригинала (PDF) 12 июня 2010 г.
  13. ^ "Celastrus orbiculatus Hermaphrodite Group". rhs.org . Королевское садоводческое общество . Получено 12 апреля 2020 г. .
  14. ^ ab McNab, WH; Loftis, DL (2002). «Вероятность появления и особенности среды обитания восточной горько-сладкой мяты в дубовом лесу в южных Аппалачах, США». Forest Ecology and Management . 155 (1–3): 45–54. doi :10.1016/S0378-1127(01)00546-1.
  15. ^ ab Jones, Chad C. (2012). «Проблемы прогнозирования будущего распространения инвазивных видов растений». Forest Ecology and Management . 284 : 69–77. doi :10.1016/j.foreco.2012.07.024.
  16. ^ 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. doi :10.1111/j.1365-2664.2009.01707.x.
  17. ^ ab USDA, NRCS (nd). "Celastrus orbiculatus". База данных PLANTS (plants.usda.gov) . Гринсборо, Северная Каролина: Национальная группа по данным о растениях.
  18. ^ Гринберг, CH; Смит, LM; Леви, DJ (2001). «Судьба плодов, прорастание семян и рост инвазивной лозы — экспериментальное испытание стратегии «сидеть и ждать»». Биологические вторжения . 3 (4): 364–372. doi :10.1023/A:1015857721486. ​​S2CID  6742817.
  19. ^ abc Ellsworth, JW; Harrington, RA; Fownes, JH (2004). «Выживание, рост и газообмен сеянцев Celastrus orbiculatus на солнце и в тени». American Midland Naturalist . 151 (2): 233–240. doi :10.1674/0003-0031(2004)151[0233:SGAGEO]2.0.CO;2. JSTOR  3566741. S2CID  85822380.
  20. ^ abcde Leicht SA, Silander JA (июль 2006 г.). «Дифференциальные реакции инвазивного Celastrus orbiculatus (Celastraceae) и местного C. scandens на изменения качества света». Am. J. Bot . 93 (7): 972–7. doi :10.3732/ajb.93.7.972. PMID  21642161.
  21. ^ abc Leicht-Young, Stacey A.; Pavlovic, Noel B.; Grundel, Ralph; Frohnapple, Krystalynn J. (2007). «Различение местных ( Celastrus Scandens L.) и инвазивных ( C. Orbiculatus Thunb.) видов Bittersweet с использованием морфологических характеристик». Журнал ботанического общества Торри . 134 (4): 441–50. doi :10.3159/07-RA-028.1. JSTOR  20063940. S2CID  86456782.
  22. ^ abc 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. doi :10.1890/07-2095.1. PMID  19323195.
  23. ^ abcdef Летт, Карли Н.; Дьюалд, Лора Э.; Хортон, Джонатан (2011). «Микориза и фосфор почвы влияют на рост Celastrus orbiculatus». Биологические вторжения . 13 (10): 2339. doi :10.1007/s10530-011-0046-3. S2CID  22309836.
  24. ^ abc Лейхт-Янг, Стейси А.; О'Доннелл, Хиллари; Латимер, Эндрю М.; Силандер, Джон А. (2009). «Влияние инвазивного вида растений, Celastrus orbiculatus, на состав и процессы почвы». The American Midland Naturalist . 161 (2): 219. doi :10.1674/0003-0031-161.2.219. S2CID  12833005.
  25. ^ Павлович, Н. Б.; Янг, С. Л. (2007). «Отличие чужеродной инвазивной лозы от местного сородича: морфология, генетика и гибридизация» (PDF) . Геологическая служба США, Отделение здоровья и восстановления экосистем.
  26. ^ ab Pavlovic, N. Leicht-Young, S., Morford, D, & Mulcorney, N. (2011). "To Burn or Not to Burn Oriental Bittersweet: A Fire Manager's Conundrum" (PDF) . Геологическая служба США, Экологическая исследовательская станция озера Мичиган, Научный центр Великих озер. Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2013 г. . Получено 21 апреля 2013 г. .{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  27. ^ Ганапати, Карисса (1997). "Экологическая судьба триклопира" (PDF) . Отделение мониторинга окружающей среды и борьбы с вредителями, Департамент регулирования пестицидов. Архивировано из оригинала (PDF) 13 июня 2009 года . Получено 21 апреля 2013 года .
  28. ^ Swearingen, J., Reshetiloff, K., Slattery B., & Zwicker, S (2002). "Растения-захватчики природных зон Средней Атлантики". Растения-захватчики природных зон Средней Атлантики. Служба национальных парков и Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных США. стр. 82.{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  29. ^ Драйер, Гленн Д. (2003). "Oriental Bittersweet: Element Stewardship Abstract". Программа управления и исследования сорняков в дикой природе, сорняки в Интернете. Архивировано из оригинала 23 октября 2008 г.
  30. ^ Ly, Wang; J, Wu; Z, Yang; Xj, Wang; Y, Fu; Sz, Liu; Hm, Wang; Wl, Zhu; Hy, Zhang (26 апреля 2013 г.). "(M)- и (P)-бицелафанол A, димерные тринордитерпены с многообещающей нейропротекторной активностью из Celastrus orbiculatus". Journal of Natural Products . 76 (4): 745–9. doi :10.1021/np3008182. PMID  23421714 . Получено 16 сентября 2020 г. .

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Celastrus orbiculatus.
Wikispecies содержит информацию, связанную с Celastrus orbiculatus .