四川攀西地区云南松群落生物多样性对紫茎泽兰入侵的影响

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云南松林(Pinus yunnanensis)是我国西南地区特有树种,森林面积广阔,既是建筑用材林,也是防风固沙、水土保持的重要生态林,然而近年来遭受外来植物的严重入侵。紫茎泽兰(Ageratina adenophora)原产于中美洲国家,最早于20世纪40年代从中缅边境传入我国,因其较强的适应能力、较快的扩散速度,现已对我国西南地区生态系统的结构和功能造成了严重威胁。研究本土植物群落的可入侵性,有助于了解外来植物成功入侵的机制,提高对外来入侵植物的防控能力,保护区域生物多样性。然而,虽有多种假说尝试解释本土植物群落的可入侵性,但仍存在很多争论,尤其缺乏大量野外数据的验证,有关机制尚不清晰。本研究以外来入侵植物紫茎泽兰为研究对象,从生物多样性入手探究云南松本土植物群落与紫茎泽兰入侵强度的关系,利用广义线性模型分析了云南松群落物种多样性、谱系多样性和功能多样性对紫茎泽兰入侵强度的影响,探究了云南松群落的种间联结关系,以期揭示外来入侵植物紫茎泽兰成功入侵的机制,为我国西南地区紫茎泽兰的有效防控、生物多样性保护和森林资源管理提供科学依据。主要研究结果如下:(1)云南松群落灌木层Shannon-Wiener指数越高,紫茎泽兰入侵强度越低(P<0.05),表明复杂的灌木层对光照资源的利用充分,留给相对喜光的紫茎泽兰的光照资源有限,从而限制了紫茎泽兰的入侵。(2)云南松群落草本层物种与紫茎泽兰亲缘关系越近,紫茎泽兰入侵强度越低(P<0.05),表明群落垂直结构上的同层组分种与紫茎泽兰亲缘关系越近,对外来植物入侵的抵抗力也越强,即群落中相同生活型近缘种之间的相似性限制对外来植物入侵具有抵抗力。(3)云南松群落功能丰富度、均匀度和离散度指数均显著影响紫茎泽兰的入侵强度(P<0.05),表明群落内物种对资源利用程度越高、分配越合理,生态位重叠程度越高,越有助于抑制外来物种的入侵。(4)云南松群落物种间多呈不显著的负联结,种间关系松散,说明群落尚未达到稳定状态。外来入侵物种紫茎泽兰与群落内野拔子、密花合耳菊等关系较为紧密且共同出现机率较高,说明物种间资源利用方式较为接近,而与珍珠花、矮高山栎等物种呈显著负联结,可能因种间竞争较为激烈而不能共存。本研究结果对攀西地区紫茎泽兰入侵区的森林经营管理具有重要的启示意义:入侵植物防控过程中,1)群落组成搭配需要考虑调整林分树种组成,优化群落结构,使林分结构向复层发展,特别要提高林下灌木层的物种多样性;并且2)注重林下草本层的组成——优先选择与入侵植物亲缘关系较近(生态位相似)的物种作为先锋物种;3)也可以选择与入侵植物有显著负联结可能具有强烈竞争关系的物种,并提高其优势度,充分利用水分、光照等资源,抢先占据有利生态位,提高本土植物群落对入侵的抵抗力,进而达到抑制植物入侵的目的,保障森林生态安全,提高生态效益。
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