外来植物物种的入侵机制及其对生境特征的响应

摘要

本文建立了具有创新意义的非自治生物入侵干扰模型和生物入侵元胞自动机模型，通过大量的数值模拟实验、理论分析和野外调查的研究，基本揭示了外来植物物种的入侵机制及其对生境特征的响应机制： 1)通过对不同群落结构的研究，外来种在不同的迁移扩散能力下可以表现出入侵失败、共存、先成功入侵后失败或成功入侵4种可能的入侵结果； 2)克隆植物在6方向上传播最快； 3)竞争能力强的外来种不一定能够成功入侵土著生态系统，除了与迁移能力有关外，还与物种本身的生物学特征和生境特征有关。在外来种竞争力弱的情况下，外来种可以通过克隆优势优先占据生境实现成功入侵(优先占据优先发展原则)。同时，一定程度的生境增加和生境破坏会减弱种间竞争对入侵的影响； 4)生境破坏影响了外来植物的入侵，而且因不同的植物类型而异。对于克隆植物来说，生境破坏减弱了外来种的入侵性，这是因为克隆植物的迁移能力有限，它只能在临域6个方向上传播。生境破坏严重时，初始多度较小的外来种在传播过程中死亡率增加，因此，强的生境破坏减弱了克隆植物的入侵力。对种子植物而言，生境破坏超过一定的阈值，外来种的入侵性增强，这是因为一定程度的生境破坏减弱了竞争在种群间的作用； 5)生境增加有利于边缘效应的产生。竞争力弱的物种在边缘地区可以逃避强物种的干扰，逃避的能力取决于生境增长的速度和物种的传播速度； 6)生活史特征对外来种的入侵产生很大的影响。外来种从幼苗到成体阶段对物种入侵的影响最大，成体存活率的的影响稍弱，外来种多度与迁移距离之间呈多项式拟合关系，而与两龄后的繁殖年龄呈对数关系。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1生物入侵的过程

1.1.1建群特征

1.1.2入侵种的传播格局

1.1.3生物入侵的危害

1.1.4生物入侵的理论探讨

1.2外来种入侵的不确定性

1.3生物入侵的国内外研究进展

1.4研究框架

1.4.1技术路线

1.4.2研究方法

1.5本文创新点

第二章生物入侵的不确定性

2.1引言

2.2模型建立

2.2.1多物种共存模型

2.2.2外来种入侵干扰模型

2.3结论

2.3.1外来种对不同群落结构的土著种群的影响

2.3.2入侵的时滞现象

2.4讨论

2.5本章小结

第三章无性系外来植物物种的入侵机制

3.1引言

3.1.1克隆植物的研究内容

3.1.2克隆植物与入侵的关系

3.2根茎(匍匐茎)型克隆植物的入侵机制

3.2.1元胞自动机模型

3.2.2根茎(匍匐茎)型克隆植物的空间传播

3.2.3竞争差异下外来种入侵对土著种群的影响

3.3生境变化对克隆植物入侵的影响

3.3.1生境破坏对克隆植物入侵的影响

3.3.2生境增加对克隆植物入侵的影响

3.4本章小结

第四章外来种子植物的入侵机制

4.1引言

4.2种子植物外来种的入侵机制

4.2.1元胞自动机模型

4.2.2物种在不同传播方式下表现的空间格局

4.2.3竞争差异下外来种的入侵动态

4.2.4不同生活史特征和种群特征对外来种入侵的影响

4.3生境变化对种子植物外来种入侵的影响

4.3.1生境破坏对外来种入侵的影响

4.3.2生境增加对外来种入侵的影响

4.4本章小结

第五章验证

5.1互花米草的生长与传播

5.2互花米草的野外调查和室内实验

5.2.1材料与方法

5.2.2结果分析

5.3互花米草的资料分析

第六章结论与展望

6.1主要结论

6.2展望

参考文献

读研期间科研成果

致谢