论文部分内容阅读
入侵机制是植物入侵生态学研究中最核心、最基本的科学问题。越来越多的研究表明:外来植物的成功入侵并非只有一种机制，而是多种机制综合作用的结果。然而，以前的研究常常只关注某一机制，几乎不探讨多种不同机制的相对重要性以及不同等级水平的入侵机制。为探讨这些问题，本文以入侵植物加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）为研究对象，通过野外调查和控制实验相结合的方法，从自然群落、人工群落和物种三个方面研究加拿大一枝黄花成功入侵的多种机制，得到如下基本认识: 1.在自然群落，加拿大一枝黄花不同入侵机制的相对重要性可能是:温度限制＞资源释放＞生物抗性＞互助共生＞土壤质地＞土壤天敌释放。 2.在中国入侵地，加拿大一枝黄花的性状变异较大，且加拿大一枝黄花的根—叶生产潜力表现出协同策略，叶片生产潜力与抗胁迫能力表现出权衡策略。驱动加拿大一枝黄花特征变异最重要的因子可能是气候（温度和降水）、土壤（生物和非生物属性）和植物群落（多样性）。但这些驱动因子随生物等级水平发生变化:在区域和群落水平，气候可能是驱动性状变异的主要因子;在种群、个体和构件水平，土壤和植物群落可能是驱动性状变异的主要因子。 3.在人工群落，土壤微生物显著增强加拿大一枝黄花的生长、竞争能力和优势度，但微生物效应受到土壤遗留效应的调节，也受到土壤类型影响;在不同微生物类群中，真菌的正效应显著，细菌的负效应不显著，二者具有非加合效应。 4.土壤类型和取样地均影响加拿大一枝黄花的生长和优势度，但加拿大一枝黄花的竞争能力并不因土壤类型和取样地的不同而不同。 5.在入侵早期，加拿大一枝黄花—土壤相互作用表现为负效应;随着入侵时间推移，相互作用表现为正效应;土壤氮和真菌变化可能是驱动这种入侵植物—土壤相互作用效应的主要原因。 6.加拿大一枝黄花的生长和竞争能力受土壤非生物和生物遗留效应的共同影响，土壤微生物遗留效应强烈依赖于土壤非生物属性;微生物遗留效应是真菌和细菌协同作用的结果，真菌和细菌具有非加合效应;土壤非生物和生物属性的相对重要性，以及真菌和细菌的相对重要性，均随入侵时间发生变化。 野外调查和控制实验结果表明:外来植物加拿大一枝黄花的成功入侵受多种生物和非生物因子的共同驱动，这些因子的相对重要性存在差异。因此，外来植物的成功入侵并非只采用一种机制，针对不同环境、不同尺度、不同入侵阶段，外来植物采取不同的入侵策略，进而保证自身处于优势地位。本研究对于建立入侵机制的理论框架、控制有害植物扩散以及恢复被入侵地本地植物群落具有一定的指导意义。需要说明的是，本文虽同时研究了多种入侵机制，但也只包涵了众多入侵机制中的一部分，例如，繁殖、化感作用等机制本文尚未涉及，它们对入侵成功的贡献可能也是非常大的，因此，未来的研究需要采用更完整、更系统的实验设计来探讨外来植物的成功入侵机制。