空心莲子草入侵与植物群落特征的关系

论文摘要

生物入侵是全球性的生态学问题之一,外来入侵种能改变生境和本地植物群落的结构,对生物多样性造成损害。而不同群落的易受入侵程度有很大的差别,其机制受多种因素制约。空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb)已成为我国广泛分布的入侵种,为理解其入侵机制,本研究结合物种分布模型、野外调查、控制实验等多种手段探究了空心莲子草在我国的潜在分布情况,纬度及群落多样性与空心莲子草入侵的关系,物种丰富度和系统发育多样性对空心莲子草入侵的效应,以及空心莲子草入侵程度与群落系统发育均匀度对其性状及本地植物群落的影响。研究结果表明我国东南部沿海地区由于气候适宜,经济发达,基建活跃,人类干扰强度大,因此更容易遭受空心莲子草入侵。空心莲子草生长指标随着纬度升高不断优化,在更高纬度的地区更具有竞争力,入侵可能性更高。群落的物种丰富度、香农维纳多样性指数、系统发育多样性和系统发育物种丰富度均与空心莲子草的性状以及相对优势度指数呈显著负相关关系。这既可能是群落增强的互补效应提升了抵抗空心莲子草入侵的能力,也可能是空心莲子草入侵后在群落中不断取得更大的优势并降低了群落生物多样性,损害了群落结构抵御生物入侵的能力。与物种丰富度相比,系统发育多样性能更好地解释多样性较低的湿地植物群落对空心莲子草入侵的抵抗能力。随着入侵等级的升高,空心莲子草在群落中占据了更多空间,种内竞争效应增强,本地植物群落占比降低,因而与本地植物的种间竞争效应减弱。在水生生境中空心莲子草生长繁殖更为旺盛,其种内竞争效应比陆生生境更强,因此入侵等级的提升使种内竞争效应抑制了空心莲子草个体生长,导致水生生境中空心莲子草生长指标与其入侵等级的负相关关系更强。总的来说系统发育均匀度对本土植物群落和空心莲子草入侵的效应并不明确。本研究评估了我国空心莲子草的入侵形势,为空心莲子草的防治提供了重要理论依据和技术支撑,也为遭受入侵损害的湿地植物群落恢复与重建提供了建议。

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摘要

ABSTRACT

1. 绪论

1.1 入侵物种、入侵性和可入侵性的概念

1.2 空心莲子草（Alternanthera philoxeroides）的入侵机制

1.3 空心莲子草入侵的形势及其与纬度梯度和被入侵群落特征的关系

1.3.1 空心莲子草的入侵形势以及人类活动因素对空心莲子草入侵的影响

1.3.2 纬度梯度以及被入侵植物群落生物多样性与空心莲子草入侵的关系

1.3.3 生境和入侵等级对空心莲子草入侵及被入侵植物群落的影响

1.4 研究目的、内容和技术路线

1.4.1 研究目的与内容

1.4.2 技术路线

2. 空心莲子草潜在分布区域研究

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.2.1 空心莲子草分布位点

2.2.2 环境图层的选取与加工

2.2.3 MaxEnt模型的配置

2.2.4 潜在分布图的生成

2.3 结果

2.3.1 空心莲子草在我国潜在分布趋势预测

2.3.2 物种分布模型的表现评价与环境图层变量对模型的贡献

2.3.3 人类生物群系图层对模型预测结果的影响

2.4 讨论

2.4.1 空心莲子草在我国潜在分布

2.4.2 人类活动与空心莲子草入侵

3. 多样性及纬度因素对空心莲子草入侵性状的影响

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.2.1 调查与收获

3.2.2 指标测量

3.2.3 系统发育树

3.2.4 统计方法

3.3 结果

3.3.1 系统发育树结果示意图

3.3.2 纬度对入侵种各个指标的效应

3.3.3 多样性对入侵种各个指标及群落生产力的效应

3.3.4 盖度对入侵种各个指标的效应

3.4 讨论

3.4.1 纬度梯度与空心莲子草的入侵

3.4.2 空心莲子草入侵与群落多样性的关系

3.4.3 盖度与空心莲子草入侵

4. 物种丰富度与系统发育多样性对群落抵抗空心莲子草入侵能力的影响

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.2.1 样品收集

4.2.2 实验设计

4.2.3 收获与测量

4.2.4 系统发育树

4.2.5 统计方法

4.3 结果

4.3.1 本地物种的生长情况

4.3.2 SR和PD对本地植物群落的效应比较

4.4 讨论

4.4.1 不同SR等级下各物种的生长情况

4.4.2 本研究中SR与PD的关系

4.4.3 以PD表示的本地种互补效应更有效预测空心莲子草入侵

5. 入侵等级、生境和系统发育均匀度对空心莲子草性状及本地植物特征的影响

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.2.1 样品收集

5.2.2 实验设计

5.2.3 收获与测量

5.2.4 系统发育树

5.2.5 统计方法

5.3 结果

5.3.1 入侵等级对空心莲子草性状及群落特征的效应

5.3.2 系统发育均匀度对空心莲子草性状及群落特征的效应

5.3.3 群落植物系统发育树

5.4 讨论

5.4.1 入侵等级和生境对空心莲子草性状及群落特征的影响

5.4.2 系统发育均匀度和生境对空心莲子草性状及群落特征的影响

6. 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

个人简介

导师简介

获得成果目录清单

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 秦天健

导师: 李红丽

关键词: 生物多样性,生境类型,群落结构,种间竞争,种内竞争,生态恢复

来源: 北京林业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 北京林业大学

基金: 国家重大研发计划(生物安全关键技术研发)课题入侵生态系统危害等级划分与快速识别技术(2016YFC1201101),国家自然科学基金“基因型多样性对外来植物入侵性的影响机制”(31470475),中央高校基本科研业务费专项资金克隆植物生态学(2015ZCQ-BH-01)

分类号: Q948

DOI: 10.26949/d.cnki.gblyu.2019.000830

总页数: 78

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