桂西南喀斯特區(qū)域不同生境的穩(wěn)定性評價與飛機(jī)草的入侵過程研究.pdf

1、生物入侵為當(dāng)前研究的熱點問題,而群落的可入侵性是生物入侵研究的核心內(nèi)容。眾多學(xué)者嘗試對群落的可入侵性與外來物種的入侵關(guān)系進(jìn)行研究,但多以某一因素如物種多樣性、群落受干擾程度等,作為表征群落的易感程度。然而,群落的可入侵性受物種多樣性、外界干擾作用、環(huán)境因子等一系列生物生態(tài)學(xué)過程的影響,在不同生境下,其中任何一方面都可能成為影響群落可入侵性的主導(dǎo)因素。因此,綜合考慮各主要影響因素,研究群落的穩(wěn)定性與入侵種的入侵關(guān)系能更全面地反映群落可入侵

2、性與入侵種的入侵關(guān)系。因此,本文通過野外樣方調(diào)查方法和室內(nèi)統(tǒng)計學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法,評價了桂西南喀斯特生境的穩(wěn)定性,研究了生境主要影響因子及穩(wěn)定性對飛機(jī)草的調(diào)節(jié)作用規(guī)律,探討了飛機(jī)草種群格局分形特征、年齡結(jié)構(gòu)與存活曲線、實生和萌生植株比例等種群的基本特征隨生境穩(wěn)定性的變化規(guī)律。結(jié)果如下:在綜合考慮穩(wěn)定性概念以及參考有關(guān)穩(wěn)定性評價指標(biāo)的文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,本文選取了群落高度、本地種蓋度、本地種的多樣性、土壤含水量、土壤肥力(土壤有機(jī)質(zhì)和速效氮、速效磷

3、、速效鉀含量)、人為干擾等6個方面共9項具有表征群落穩(wěn)定特性的主要指標(biāo)構(gòu)成指標(biāo)體系,運(yùn)用兼顧各因子權(quán)重并能對各個因子客觀取權(quán)的兩種方法——主成分分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法,對桂西南喀斯特生境穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評價分析。評價結(jié)果為:肥牛樹(Cephalomappa sinensis)+秋楓(Bischofia polycarpa)-網(wǎng)脈核實(Drypetes perreticulata)-高腳沿階草(Ophiopogon dracaenoide

4、s)群落、網(wǎng)脈核實+閉花木(Cleistanthus sumatranus)-蜆木(Excentrodendron hsienmu)-矮裸柱草(Gymnostachyum subrosulatum)群落、秋楓(Bischofia polycarpa)-白毛長葉紫珠(Callicarpa longifolia)-蔓生莠竹(Microstegium fasciculatum)等群落的穩(wěn)定度指數(shù)較大,群落穩(wěn)定性較高。飛機(jī)草+三葉葛藤(Puer

5、aria phaseoloides)群落、紅花三寶木(Trigonostemon lutescens)+潺槁樹(Litsea glutinosa)-飛機(jī)草群落、任豆(Zenia insignis)+苦楝(Melia azedarach)-飛機(jī)草等群落的穩(wěn)定度指數(shù)較小,群落穩(wěn)定性較弱。根據(jù)穩(wěn)定性分級公式,將肥牛樹+秋楓-網(wǎng)脈核實-高腳沿階草等8個群落劃分為強(qiáng)穩(wěn)定性級別的群落,苦楝+任豆-野桐(Mallotus japonicus)-蔓生莠

6、竹+飛機(jī)草等4個群落劃分為中等穩(wěn)定性級別的群落,飛機(jī)草+三葉葛藤群落、紅花三寶木+潺槁樹-飛機(jī)草等14個群落劃分為差穩(wěn)定性級別的群落。通過對群落主要環(huán)境因子及穩(wěn)定性與外來入侵種飛機(jī)草入侵的相關(guān)關(guān)系分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn):群落本地種蓋度、群落的高度、群落的穩(wěn)定性、與飛機(jī)草的蓋度和多度呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,說明這些因素能極顯著的影響飛機(jī)草的入侵,其中光因子可能是影響飛機(jī)草生長的主導(dǎo)因子和限制因子;本地種多樣性對飛機(jī)草的蓋度和多度影響也較顯著,說明本

7、地種多樣性能有效的抵御飛機(jī)草的入侵;人為干擾對飛機(jī)草的蓋度和多度則呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系,說明干擾能促進(jìn)飛機(jī)草的入侵;土壤速效氮含量、土壤含水量有機(jī)質(zhì)含量和與飛機(jī)草的蓋度和多度的關(guān)系均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,可能是由于群落內(nèi)肥水充裕程度與調(diào)節(jié)飛機(jī)草生長的主導(dǎo)因子光水平呈負(fù)相關(guān)關(guān)系造成的。通過應(yīng)用分形理論中的計盒維數(shù)和信息維數(shù)研究了不同穩(wěn)定性群落下飛機(jī)草的格局分形特征。結(jié)果表明,不同穩(wěn)定性群落的飛機(jī)草種群格局分形特征不同。穩(wěn)定性強(qiáng)的群落飛機(jī)草分布

8、格局計盒維數(shù)和信息維數(shù)均較小,種群占據(jù)空間的能力較弱；穩(wěn)定性中等的群落飛機(jī)草的格局分形特征存在計盒維數(shù)較大和較小兩種情況,反映了飛機(jī)草在劇烈的種間競爭中所處的地位強(qiáng)弱,信息維數(shù)較小則說明飛機(jī)草種群聚集強(qiáng)度較弱,個體分布均勻;穩(wěn)定性差的群落飛機(jī)草格局計盒維數(shù)較大,反映飛機(jī)草種群空間占據(jù)能力較強(qiáng),信息維數(shù)存在較大和較小兩種情況則隱含飛機(jī)草種群聚集強(qiáng)度隨著群落的演替發(fā)展而變小。對不同穩(wěn)定性群落的飛機(jī)草種群年齡結(jié)構(gòu)、存活曲線和時間序列預(yù)測進(jìn)行了

9、分析。結(jié)果顯示,飛機(jī)草在不同穩(wěn)定性生境下其種群年齡結(jié)構(gòu)不同。穩(wěn)定性較強(qiáng)群落的飛機(jī)草種群結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為衰退型。種群存活曲線接近于DeeveyⅠ型。穩(wěn)定性為中等和差的群落飛機(jī)草種群多處增長階段,種群存活曲線屬于DeeveyⅢ型或接近DeeveyⅡ型曲線。飛機(jī)草種群預(yù)測可知,飛機(jī)草一旦入侵群落并定居下來,未來3-5年后,青年期個體占較大優(yōu)勢的飛機(jī)草種群將危害群落較為嚴(yán)重。通過分析飛機(jī)草實生和萌生株數(shù)比的變化規(guī)律,探討飛機(jī)草種群在不同穩(wěn)定性生境下所

10、采取繁殖策略的變化規(guī)律。結(jié)果表明:飛機(jī)草在不同穩(wěn)定性生境下采取不同繁殖對策,在穩(wěn)定性強(qiáng)和中等生境下,飛機(jī)草主要利用克隆繁殖來維持種群的存活和發(fā)展,在穩(wěn)定性較差生境下,飛機(jī)草群落主要以種子繁殖來謀求種群的拓展,或以種子和克隆兩種繁殖對策來謀求種群的穩(wěn)定和發(fā)展。對飛機(jī)草的防治,我們建議應(yīng)同時考慮并結(jié)合飛機(jī)草的生物生態(tài)學(xué)特性及群落易感性兩方面來對飛機(jī)草進(jìn)行生物防治,即我們應(yīng)減少對群落的干擾,增加本地種的蓋度和多樣性,提高群落的穩(wěn)定性,從而增強(qiáng)