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全文分为三章:
第一章生物入侵的背景资料及研究进展
生物入侵是指某种生物从原来的分布区域扩展到一个新的地区,其后代在新的区域里繁殖、扩散,并对当地生态系统造成一定危害的现象。生物入侵成功的原因既与入侵者本身的生物学、生态学特征有关,也与入侵群落的脆弱性有关。本章对生物入侵的背景资料及研究进展进行了综述,重点介绍了生物入侵的引入途径、危害及相关主要假说,阐述了入侵物种预测的可能性以及研究中有待解决的问题。
第二章四种紫金牛属植物的光合可塑性比较
以入侵物种东方紫金牛为研究对象,选择同属3种为对比,分别设置四个光照梯度,比较4种紫金牛属物种的光合表型可塑性和光合能力差异,主要结果如下:
1.通过对比不同光照条件下东方紫金牛及其对比种的光合特征值,包括光饱和点、光补偿点、呼吸速率及最大光合速率,发现作为入侵种的东方紫金牛具有更强的利用光的能力,同时该物种能够根据不同的光照条件自主调节自身相关特性,以适应不同的环境条件。
2.入侵种东方紫金牛的相对生长速率在不同光照条件下有显著差异,对比种的相对生长速率在不同光照条件下差异相对较小;无论何种光照条件下(除5%光照处理),入侵种的相对生长速率都显著高于酸苔菜及突脉紫金牛,高于纽子果但不显著,在高光的三种条件下,相对生长速率最大的为东方紫金牛,其次是纽子果,最低为酸苔菜,而在5%光照下,纽子果相对生长速率最高,其次为东方紫金牛,酸苔菜最小。
3.东方紫金牛的碳氮含量受光照影响较大,由高光(75%)到低光(5%)碳氮比递减;酸苔菜与突脉紫金牛碳氮比保持相对稳定,纽子果碳氮比由100%至5%依次减小;同一光照条件下,东方紫金牛与其同属种碳氮比有所不同。植物园草食动物调查结果显示,东方紫金牛遭受草食动物捕食强度高于酸苔菜但不显著,但显著高于突脉紫金牛和纽子果。
4.东方紫金牛具有较强的光合作用能力与较高的光合特性可塑性,使得它能在不同的光环境下都能保持较高的生长速率。在原产地草食昆虫取食叶片可能一定程度上抵消了东方紫金牛的高生长速率,而其入侵地草食昆虫天敌缺失,从而有可能形成东方紫金牛的入侵。
第三章人为干扰生境中酸苔菜种子散布、种子被捕食及种群结构
为了解种子散布、食果动物、捕食者、生境之间的关系及对种群结构的最终影响,分别在西双版纳热带植物园的次生林与野象谷自然保护区的原生林两地对酸苔菜(ArdisiasolanaceaRoxb.)的种子散布、种子被捕食及植株空间分布进行了研究,。结果表明:
1.酸苔菜成熟果实中的绝大部分被动物散布。植物园样地有94±0.47%的果实被散布,野象谷中93±1.9%的果实被散布。白喉冠鹎(Alophoixuspallidus)、黑冠黄鹎(Pycnonotusmelanicterus)和灰眼短脚鹎(Iolepropinqua)是主要的种子散布者,且三种鸟的拜访频率随生境的不同而不同。同时,同一种鸟在不同生境类型中的行为亦有差异,三种鸟在植物园样地第一次停栖的地点总体上较野象谷更远。上述两个因素相加使得植物园生境中食果鸟取食后第一次停栖在10m以外地点占26%,而在野象谷样地中仅有4%。三种食果鸟中,白喉冠鹎常成群结队地拜访结果植株并一起飞离,而黑冠黄鹎和灰眼短脚鹎多成对拜访结果植株。
2.啮齿类是主要的种子捕食者,被捕食强度最高才达到6%;生境及密度对种子的被捕食强度均有极显著影响;蚂蚁对酸苔菜种子散布与捕食影响很小。
3.野象谷的酸苔菜种子中通常会有一种象鼻虫(Curculionidae)寄生,虫蛀种子失去萌发力。野象谷酸苔菜种子的虫蛀百分比为17.9±3.5%,植物园的种子中未发现蛀虫。
4.植物园种群年龄结构呈金字塔状,为增长种群;野象谷种群年龄结构呈梭形,为稳定种群。空间分布图及Z值显示,植物园的酸苔菜种群中植株为聚集分布(Z=-3.71±1.15),野象谷为分散分布(Z=0.61±0.72),且有极显著差异(P<0.001)。
5.结果显示,食果鸟的拜访频率及其拜访行为对酸苔菜种群的年龄及空间结构有较大影响。