生物入侵破坏了本地生态系统的结构和功能,造成生物多样性丧失,带来了巨大的经济损失,并且威胁人类健康。作为全球变化的重要因素之一,生物入侵在过去10多年时间里引起了广泛的关注和重视。然而,外来物种成为入侵物种的机制还没有得到比较合理的解释,影响了有效地预测和控制入侵物种。因此,需要对能够影响外来物种入侵的因素开展更多的研究工作。银胶菊(Parthenium hysterophorus)为菊科入侵植物,原产北美南部、中美洲、西印度洋群岛、南美中部;是国际性的大毒草。其疯狂生长、快速传播和产生有毒的化感物质,对作物产量、生物多样性和人类健康具有极大的威胁。该杂草具有广泛的生态适应性和很强的繁殖能力,在最近几年已发展成为我国危害较为严重的外来入侵植物。本文通过野外定点观察、人工控制实验,对银胶菊在不同生境中的开花物候、种群开花结实数量特征、生物量及其分配、生殖过程进行了研究,比较银胶菊种群在不同生境不同季节的繁殖能力。另外,本文还研究了银胶菊对不同N、P养分水平的生态适应性以及在不同光照水平下的适应性。旨在揭示银胶菊的入侵能力和入侵机制,为银胶菊的预防和控制提供依据。主要研究结果如下:(1)银胶菊繁殖期长,使其能产生大量的种子和幼苗,在较短时间内就能爆发和入侵。在草地、疏林和路旁生境中,银胶菊从3月至10月都有植株生长,从4月底5月初至10月均有开花结实。在耕地中,银胶菊从3至12月均有植株生长,从5月至12月均有开花结实。(2)银胶菊在不同生境不同季节种群开花结实数量特征不同,繁殖能力不同。在草地、疏林和路旁生境,秋季开花植株数、分枝数、头状花序数较夏季和春季多,产生的种子数也多,秋季是这三个生境银胶菊的繁殖能力最强的时期。在耕地中,冬季的分枝数和头状花序数比夏季和秋季多,种子产量相应也多。因此,耕地中冬季的繁殖能力最强。秋季,银胶菊在4个生境中繁殖能力的大小依次为:耕地>草地>路旁>疏林。耕地中银胶菊种群密度、分枝数和头状花序数较小,但结实率和种子千粒重大,种子产量最多,繁殖能力最强;草地种群密度大,产生的分枝数和头状花序数多,因此种子产量高,繁殖能力次之;路旁开花植株数、分枝数、头状花序数虽多,但结实率和种子千粒重小,种子产量也较草地少;疏林种群密度小,产生的分枝数和头状花序数少,种子产量最低,但其种子质量高。总的来说,银胶菊在所研究的生境中繁殖能力均极强大。1银胶菊在同一生境中在2008年和2009年的结实率和种子千粒重无显著差异。在疏林和公路旁生境中,不同年份的头状花序、种子产量无明显区别,可能这两个生境银胶菊受人为影响较少,繁殖能力变化较小。但在开阔草地、耕地生境中,不同年份的头状花序数、种子产量均有显著差异,这两个生境由于放牧和耕作活动,银胶菊受影响大,繁殖能力变化较大。(3)银胶菊通过调节各构件的生物量分配比例来适应不同生境条件。在草地和路旁中,提高根生物量比例来竞争地下资源;在疏林地中,提高茎和叶生物量比例来提高对光的获取率;在耕地中,既提高根生物量比例来竞争地下资源,又提高叶生物量比例来竞争光。繁殖期各构件生物量与环境密切相关,并受植株密度和高度的制约。在不同生境不同季节各构件生物量分配表现出较高的形态可塑性,与该植物具有强大的入侵性有关。(4)银胶菊繁殖方式为有性繁殖,花果期较短,6月份时从出现花蕾到种子完全成熟仅需22天。花粉具锥状尖刺突起,极易粘附在昆虫上传播,组织化学主要含淀粉,散粉时间主要在9:00-13:00,此间活性较强,花粉/胚珠比率(P/O)高。柱头可授期为5天,最佳授粉期为柱头伸出后的第二和第三天的9:00-13:00。自交不亲和,不存在无融合生殖现象,繁育系统属于异交类型,需要传粉媒介,入侵生境中一些普通的昆虫能为其传粉,自然结实率较高。主要传粉昆虫有5种,包括膜翅目的蜜蜂、小蜜蜂、黑小蜜蜂和双翅目的黑边家蝇、丝光绿蝇,访花高峰期基本集中在10:00-13:00。(5)银胶菊对不同土壤养分水平表现出不同的适应性。在一定范围内,银胶菊根生物量比随氮的增加而降低,总生物量、叶生物量比(LMR)、花果生物量比(FMR)、叶面积指数(LAI)、总叶面积(TLA)、叶面积比(LAR)、相对生长速率(RGR)、分枝数、头状花序数等随氮养分水平的增加而增加;而对于磷养分来说,叶生物量比、叶面积比、总叶面积、相对生长速率随磷水平的增加而升高;总生物量、叶面积指数、分枝数、头状花序数等在各磷水平下无明显变化。土壤N的增加提高了银胶菊的种子产量,土壤P的增加提高了种子质量。对不同N、P养分具有不同的适应性。(6)银胶菊不能在光强低于5%的生境中生存,但能适应变幅较大的光环境(22%-100%),通过调节总生物量、根生物量比、叶生物量比、花生物量比、总叶面积、叶面积比来适应不同光强。上述研究结果表明,银胶菊具有强大的繁殖能力,并且在不同生境不同季节繁殖能力不同,此外,该杂草还具有广泛的生态适应性。应该注意其在不同生境不同季节的入侵和控制策略。