【摘 要】
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喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)是原产于南美洲的多年生草本,目前已入侵我国近90年,对我国温暖湿润地区尤其是长江中下游平原造成了严重的生态灾害,是我国入侵范围较广、入侵程度较重的外来入侵杂草。为了有效评估和预测喜旱莲子草在平原湖区的危害发生程度,以监利市的喜旱莲子草入侵群落为研究对象,结合预调查和野外植物样方调查,对入侵群落的组成结构进行生态学分析:基于生态位宽
【基金项目】
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农业农村部项目“湖北省重大外来入侵物种调查监测与综合防控项目(125A0609)”; 湖北省农业生态保护站;
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喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)是原产于南美洲的多年生草本,目前已入侵我国近90年,对我国温暖湿润地区尤其是长江中下游平原造成了严重的生态灾害,是我国入侵范围较广、入侵程度较重的外来入侵杂草。为了有效评估和预测喜旱莲子草在平原湖区的危害发生程度,以监利市的喜旱莲子草入侵群落为研究对象,结合预调查和野外植物样方调查,对入侵群落的组成结构进行生态学分析:基于生态位宽度、生态位重叠值与相似值探讨群落物种利用资源的能力和异同性;基于4种α—多样性指数分析本土群落对喜旱莲子草的入侵响应;通过构建2×2列联表,综合方差比率法(RV)、χ~2检验、匹配系数Ochiai(IO)和Dice(ID)以及改良过的贡献定律法,探讨入侵群落中喜旱莲子草与优势物种的种间关系,以期深入理解喜旱莲子草在平原湖区的入侵机理,为入侵植物的生物防治以及入侵后群落的恢复管理提供参考。主要研究结果如下:(1)喜旱莲子草入侵群落组成复杂多样,群落中共发现植物36科74属84种。在科属组成方面,总体呈现少数科属多样性突出的特点,含少数种、少数属的科所占比重较大,其中菊科(Asteraceae)和禾本科(Poaceae)植物各有12属15种和12属13种,是目前入侵群落的优势植物。在生活型组成方面,草本植物占总数的92.86%,其中一年生草本和多年生草本分别占44.87%和47.44%。(2)外来入侵植物喜旱莲子草在群落中占据最大的重要值(Iv=27.70)和生态位宽度(BL=0.823,BS=3.906),是目前群落的绝对优势种,狗牙根(Cynodon dactylon)、稗(Echinochloa crus-galli)、马唐(Digitaria sanguinalis)、小蓬草(Erigeron canadensis)的优势地位次之(群落前5%)。喜旱莲子草与多数物种产生了较高的生态位重叠(?O??i?k=0.283),而其他优势物种之间的生态位重叠与相似值不高(?O??i?k=0.156,?C??ik?=0.208)。(3)研究区内喜旱莲子草入侵群落的物种多样性从高到低依次为四湖干渠流域>长江干流>东荆河流域,陆生群落多样性远高于水生群落。喜旱莲子草的物种重要值与4种α—多样性指数呈显著的负相关关系(r<0,P<0.05),表明喜旱莲子草种群重要地位的上升明显降低了群落多样性,尤以水生群落严重。一定种群密度的喜旱莲子草入侵增加了群落多样性,但超过一定阈值后形成单优势群落造成伴生物种减少,降低了群落多样性。(4)群落总体关联性和稳定性结果表明:群落整体呈显著正关联(Rv=2.53,W=138.87),但拟合曲线与直线方程的交点坐标为(30,70),与稳定点坐标(20,80)存在一定距离,喜旱莲子草的入侵使目前群落的稳定性较差。种间关联结果表明:关联性不显著的种对占85%,多数优势物种间的关系不紧密,而达到显著性水平的正负关联比为3.5,这表明少数优势物种的种间作用强烈,影响了群落整体的稳定性和演替进程。喜旱莲子草与14个优势物种产生不同程度的负关联,这与其强势的入侵性和竞争力有关;仅与稗这一种禾本科植物产生紧密正关联且高生态位重叠,表明此时二者有着相似的资源需求而产生协调共生关系,这可能是喜旱莲子草种群快速入侵农田的原因之一。结合种间关联结果和植物的生态习性,以组间尽可能的负关联、组内尽可能的正关联为界限将群落中16个优势物种划分为3个生态种组。结合以上研究结果,建议加大对平原湖区喜旱莲子草的监测防控力度:对陆生群落可考虑狗牙根、水蓼(Polygonum hydropiper)等与喜旱莲子草产生高生态位重叠且紧密负关联的物种进行植物替代等生物防治措施,同时搭配乌蔹莓(Cayratia japonica)、鳢肠(Eclipta prostrata)等具有低生态位重叠的物种以防种间恶性竞争;对于水生群落加大打捞力度,人工清除并晒干或焚烧喜旱莲子草全株以防二次入侵,必要时引入天敌防治;同时增加对喜旱莲子草群落的连续动态监测次数,以及提升湖区管护治理能力,有利于预防和抵抗外来植物的入侵。
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