【摘 要】
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全球气候变化和生物入侵是当今重要的全球性问题,也是生态系统和生物多样性的重要威胁。外来物种在其入侵范围内的扩散和危害,很大程度上依赖于环境变化和气候变暖的影响。但是,目前大多数的研究都主要关注气候变化的直接影响,而关于在气候变暖背景下不同来源的植物与天敌之间的相互作用,对外来物种入侵的影响方面的研究仍然较少。针对以上研究热点,我们希望通过模拟增温和添加不同来源天敌的栽培实验,对进化起源相似(同属起
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全球气候变化和生物入侵是当今重要的全球性问题,也是生态系统和生物多样性的重要威胁。外来物种在其入侵范围内的扩散和危害,很大程度上依赖于环境变化和气候变暖的影响。但是,目前大多数的研究都主要关注气候变化的直接影响,而关于在气候变暖背景下不同来源的植物与天敌之间的相互作用,对外来物种入侵的影响方面的研究仍然较少。针对以上研究热点,我们希望通过模拟增温和添加不同来源天敌的栽培实验,对进化起源相似(同属起源)的外来入侵和本地植物在不同处理组合下的竞争、生长与取食情况进行研究,同时比较不同增温环境下外来入侵植物与本地植物的表现差异,以及植物与不同来源的天敌之间的相互作用。本研究以4对同属起源的外来入侵和本地克隆植物为研究对象,同时使用两种不同来源的天敌(外来入侵和本地广食性腹足类软体动物,即分别为原产非洲地区的非洲大蜗牛和起源中国的同型巴蜗牛),我们设计了5因素2水平的实验:植物来源(外来入侵或本地)、环境温度(不增温或增温)、本地天敌(有或无)和外来入侵天敌(有或无)、植物竞争(种内竞争或种间竞争),共有24个处理组合。我们测定了不同处理下外来入侵和本地植物的总生物量、叶生物量、克隆器官生物量、根生物量、取食率、存活率以及根冠比等指标,并对两种蜗牛分别统计其存活率和生物量,通过对以上指标进行分析以探究不同环境温度下不同来源植物和天敌的交互作用对其竞争和生长的影响。研究结果表明:1.外来入侵植物具有更强的竞争和生长能力,外来入侵植物在总生物量、叶生物量、克隆器官生物量以及根生物量以及存活率等方面均显著强于本地植物。同时,种间竞争显著增加了外来入侵植物的总生物量和叶生物量,而对本地植物生物量积累的作用是相反的。增温作用对外来入侵植物生物量增长表现出的正效应,也显著大于本地植物,说明了在增温的环境条件下,外来入侵植物能更好的增强与本地植物的竞争优势。本地和外来入侵天敌一定程度上降低了植物的总生物量和叶生物量,同时植物种间竞争增加了本地植物的取食而降低外来入侵植物的取食率,表明两种天敌更倾向于取食本地植物。增温处理显著增加了植物的取食率,特别是本地植物的取食率。2.不同来源天敌的存活率具有显著差异,外来入侵蜗牛的存活率比本地蜗牛更高;同时,外来入侵蜗牛的生物量显著大于本地蜗牛,其整体表现出比本地蜗牛更强的竞争性。不同环境温度对两种蜗牛的生长也有很大的影响,表现为增温环境下外来入侵蜗牛和本地蜗牛的生物量差异显著增大,即增温对外来蜗牛具有显著的正效应而对本地蜗牛则具有负效应。因而外来入侵天敌在对高温的耐受性方面具有更大的优势。但是在天敌来源和天敌竞争的交互作用表明,有无外来入侵蜗牛对本地蜗牛的体重的影响不显著。3.广食性食草动物对植物群落的取食,受到食草动物的来源和植物群落的多样性及生产力等因素的影响,研究证明两种广食性蜗牛都更倾向于采食本地植物,而外来入侵蜗牛在适应能力、取食速率、取食量和生长率上显著强于本地蜗牛,且在增温环境下具有更强的耐热性。同时食草动物的行为活动也会受到环境的影响,当环境温度偏离最适温度范围将对其适应性产生负面影响,因此当环境温度过高时,植食性天敌将更多的选择和滞留在避热区域。
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