入侵种禾叶慈姑在异质生境的生长与资源配置

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1、东北师范大学硕士学位论文1．1生物入侵概述第1章引言生物入侵是世界各国面临的普遍问题，生物入侵不仅影响当地生态系统的结构和功能，威胁区域生态安全，而且在全球范围内造成巨大的经济损失Il邓l。随着全球气候变化如温度和二氧化碳浓度升高以及国际商贸活动的日益频繁，使许多伺机性的动植物及病原体或具潜在影响力的遗传基因等可借助一些有效途径入侵。例如引进具高经济价值的植物，或因货品交易运输而引进的外来物种，或一些违法人员在高额利润的驱使下任意引进非法物种以及其他一些因素，使外来物种入侵日益加剧，导致自然环境遭受干扰，甚至成为无法挽救的生态灾难附l。当前，地球上的生物物种

2、每年以O．t哆扣1．1％的速率在急剧减少【6】，这种生物多样性的极度锐减除了人类大规模开垦土地导致自然生境快速丧失外，它的另一个主要因素就是生物入侵。在全球范围内，外来物种入侵是继生境破坏之后严重影响生物多样性的第二大威胁因素17J。外来物种在自然或半自然生态系统或生境中建立种群，改变或威胁本地生物多样性的时候，就成为外来入侵种f8】。对生物入侵的研究始于上世纪50年代19】，但只在现阶段才引起广泛重视，并发展成为与全球变化和生态可持续发展相结合的一个新的研究领域【姗。1992年国际上通过了生物多样性保护公约(Conventi衄0nBioIo百calDive

3、rsi哆)，其中明确规定所有缔约国均应避免引入外来生物，并控制、灭除对生态系统、栖息地或当地物种产生威胁的外来物种。近年来。国内外对外来植物入侵的研究日益重视，每年发表的研究论文数目都有上升，K01盯和k．dge(2001年)统计【ll】，美国在该领域的研究论文数过去十年增加了5倍。国内对入侵植物的研究相对世界发达国家稍晚一些，但近年来发展很快，目前我国有多所高校和科研单位从事入侵植物的研究，其研究材科主要集中在水葫芦(武汉大学，北师大，浙江大学)、喜早莲子草(武汉大学)、微甘菊(中山大学)、紫茎泽兰(四川大学)、加拿大一支黄花(复旦大学)、大米草(南京大学

4、，复旦大学)等植物，主要研究内容是入侵机制，入侵途径。生理生态特点和生态危害等方面112．1引。植物入侵是否构成生态入侵主要由该入侵种的种群生态特性和个体特性决定f4l，种群的生态特性是研究植物群落与环境之间的相关性，而由种群数量统计过程中种子萌发率、种子产量或其它繁殖力和生存力等植物的基本生物现象可决定外来植物的多度【14J。植物是否成功入侵的关键在于其生存范围的广泛性【15】，在典型植物群落中，优势物种通常其种群分布广泛且可控制环境资源．个体数量多，对生存环境或栖息地具有较强的竞争力，因此容易形成植物入侵f16】。植物的个体特性特别是繁殖行为是决定其入侵

5、性强弱l东北师范大学硕士学位论文的关键，繁殖潜力大者可利用繁殖体来进行扩散，成为外来植物成功的入侵者【l丌。另外植物的形态学特征如生活型、最大高度、根冠比等则会影响物种的繁殖能力，也与外来种是否会成为入侵植物有密切关系【18J。在繁殖力方面，具有较小种子可借助风力传播的种其生态入侵的机会较大【111。由于有性繁殖的生态幅度较无性繁殖者小，因此外来植物如能进行营养器官的无性繁殖，可补偿种子发芽的限制，对物种的竞争及其生存能力均较有力，因此植物的优势度及植物大小、种子的数量、是否能进行无性繁殖都是物种入侵的重要影响因子119】。除了上述两个特性能够影响植物入侵外

6、，其它因素如遗传特点和年际问的消长动态也是入侵植物的特性【20】，遗传方面包括对环境的适应性(生态幅和抗性极限)、繁殖方法和更新手段等，也提供外来植物入侵关系的指标15】。一般而言，小型植物的基因具有较强的入侵潜能，这就是为什么一般生态入侵大多以草本与藤本植物为主【嘲。外来植物入侵通常分为引入期(hl删uc矗on)、驯化期(N抛蹦izad∞)、适应期(Facilit撕on)、扩散期(S粥ad>、动植物相互作用(hltIera确0nw怂孤iIIl幽趾do缅erpl锄t)和稳定期(Stabilizati硼)等六个阶段刚；也可分为引入(hI眦ti锄)、定居(Co】

7、o此蕴don)、适应(Nacllf翟liza￡ion)、扩散(Sp崩掘)四个阶段121J。驯化期(Nacuraliz积叩)指入侵的植物已有小种群维持能力，其影响因素包括入侵植物的生理生态特性，如繁育系统、再生能力，在环境上则包括季节性气候、土壤状态等。适应期(Facilit撕on)指入侵植物会选择最适的个体去适应新环境，从而展示出本身的适应特点和优势形成适应种。如入侵植物已适应新的生境，其植物本身的生长、繁殖率及生境条件就是影响其扩散率的三个重要因子，而种子扩散的平均距离和最大距离则是影响种群是否能够扩散的重要因素，一个成功的入侵者通常是可以适应短的和长距离

8、的扩散，在短距离扩散是拓展现有种群规模，而长距离扩散