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外来种入侵已在全球范围内造成严重的环境问题和经济危害,并成为当今生态学研究的一个热点。基于对我国境内重要外来入侵种一喜旱莲子草(Alternantheraphiloxeroides(Mart.)Griseb)国内外研究文献以及国际入侵生态学研究动向的分析(报告第一章),我们的研究项目《喜旱莲子草入侵中生长变异的遗传基础及其生态学效应》得到国家自然科学基金的资助(03040052)。本研究报告是该基金项目的一部分,主要研究和回答喜旱莲子草入侵的2个最基本的问题:什么样的生境容易受到喜旱莲子草的入侵?什么样的生长特征对喜旱莲子草的入侵是至关重要的?即确定影响喜旱莲子草入侵的外因和内因。报告主体为4个实验,分别为:
●实验1(第二章)为野外实验,初步得到“可塑性生长和优先占据具有较高土壤养分的小生境是喜旱莲子草沿河岸带入侵的基本特征”的结论,为进行以光竞争为主导的控制实验奠定基础。
●实验2(第三章)喜旱莲子草对光照强度(相当于10%、34%、100%的正常光照)的生长反应实验。该实验结果指出,喜旱莲子草耐荫、喜光、冠层恒定。
●实验3(第四章)喜旱莲子草对密度梯度(每盆种植3、6、12、24株)的生长反应实验。结果显示,喜旱莲子草的生长是非密度依赖的,随种群密度的增加种内竞争的强度没有明显变化;冠层形成为等速生长且不受密度影响。
●实验4(第五章)水流和人类活动的干扰是喜旱莲子草入侵生境的另一个特征,本实验研究了营养性繁殖体的片段化(直径3~5mm的根段被切成1、3、6cm,分别埋藏在3、7、15cm的深度)对喜旱莲子草种群更新的影响。指出对喜旱莲子草营养繁殖体的片段化干扰不影响它的种群更新,相反喜旱莲子草繁殖体的片段化助长了它的扩散。干扰不影响喜旱莲子草形成冠层的效率。
主要研究结论是:
(1)冠层恒定性是影响喜旱莲子草入侵性的重要的生长特征。维持恒定的冠层不仅是自身获取光资源的重要条件,而且也是竞争、妨碍其它植物的重要手段。这也正是喜旱莲子草可以在野外不同条件的生境下定居、拓展、形成单种优势群落的重要原因。冠层恒定性的含义有两个:i)喜旱莲子草的冠层形成为等速生长,即它的每克个体生物量所形成的地上生物量、叶生物量或叶面积,以及每克叶生物量所形成的叶面积不受个体大小的影响;ii)喜旱莲子草冠层形成的等速生长关系不受遮荫、密度和繁殖体片段化干扰的影响。
(2)优先占据具有较高水分和土壤养分的小生境是喜旱莲子草沿河岸带入侵的基本特征。