珠海淇澳岛无瓣海桑入侵风险综合评估

摘要

外来种入侵是导致物种多样性丧失的威胁之一。本文以外来树种无瓣海桑为研究对象，珠海淇澳岛红树林人工湿地为研究基地，针对入侵性问题，开展其入侵风险综合研究。基于入侵风险模型，结合外来种入侵发生过程、影响因素以及红树林特有的湿地环境，构建外来种入侵风险评估指标体系，确定评估指标，通过专家询问和相关文献查阅确定评估标准，应用模糊层次分析法确定指标权重，从无瓣海桑入侵性、环境可入侵性和影响与危害三个方面获取数据，最后用模糊综合评估法，定性和定量评估无瓣海桑入侵风险，确定其入侵风险等级，旨在综合客观地反映无瓣海桑入侵风险水平，并从中找出对结果影响最大因子，供管理部门有针对性管理，降低风险发生，同时帮助人们正确全面了解无瓣海桑生态、生物特性，平衡引种和生态系统安全健康稳定关系，对确保社会，经济可持续发展具有重要理论和实际意义。
　　其主要研究结果如下：
　　（1）在珠海淇澳岛红树林保护区内，秋茄抗寒性最强，其半致死温度为-3.733℃，海桑抗寒性最差，半致死温度为3.733℃。珠海无瓣海桑半致死温度比海南无瓣海桑半致死温度低3.941℃，说明无瓣海桑抗寒性增强，具有极强的适应能力。无瓣海桑幼苗半致死温度为1.945℃，比成年植株高3.139℃，其抗寒性差不及成年植株。
　　（2）老鼠簕地上和地下两部分对无瓣海桑均有化感作用，且地上部分作用强度大于地下部分，各部分的作用强度随着浓度的增加而增大；在发芽力的影响上，除了0.1 g·mL-1地下部分促进萌根速度外，其余都表现出显著和极显著的抑制效应，其中地上部分0.4 g·mL-1、0.5 g·mL-1组中，田间出苗率分别为40％和0%；在幼苗的素质影响上，老鼠簕两部都呈现出极显著“高抑低促”的规律，含水量随着水浸液浓度增加而减少。老鼠簕对无瓣海桑幼苗更新影响极显著（P＜0.01），在有老鼠簕林地内无瓣海桑幼苗密度为1株/16m2，高度仅为1.1cm，而在无老鼠簕林地内密度达到了70株/16m2，均高为2.3cm。
　　（3）无瓣海桑幼苗主要在9月到12月份出现最多，主要集中在林缘和裸滩上。无瓣海桑林内只有在12月份有幼苗出现，其密度为0.06株/m2，没有II级苗木，在林缘无瓣海桑I级幼苗密度达到12.5株/m2，II级苗2.5株/m2，在裸滩上同样在12月密度最大，I级苗为6株/m2，II级苗为0.31株/m2，在老鼠簕群落里，无瓣海桑幼苗只出现在12月份，I级苗密度为0.5株/m2，没有发现II级苗。经过一个冬天的低温环境下，到了3月份，林缘和裸滩幼苗密度大幅度减少，分别为0.25株/m2，0.06株/m2。
　　（4）虽然无瓣海桑每年可产大量的种子，但75%会被老鼠啃食，20.54%向外扩散，2.2×10-4%发芽，4.46%被土壤存储。被海水传播的种子主要集中在水流缓慢的区域，在外海滩可到达600m处。经过一年后，无瓣海桑种子大部分边为空瘪和腐烂种子，有生活力的种子只在林内的0-10cm土壤层，而且发芽率和活力都不到10%，说明无瓣海桑种子存活期不到一年。无瓣海桑种子平均密度为0.452g／m3，果实平均密度为1.032g／m3，珠海淇澳岛海水密度在无瓣海桑果实成熟期密度为1.028g／m3，种子密度小于海水密度，果实密度接近海水密度，无瓣海桑具备远距离扩散条件。
　　(5)随着无瓣海桑年龄的增加，滩涂高程逐渐增高，从3年生无瓣海桑的60cm增加到9年生无瓣海桑的120cm，平均每年涨10cm，这说明无瓣海桑可以快速的促淤。无瓣海桑林下开始分布老鼠簕单优群落，随着无瓣海桑林龄的增加，老鼠簕大苗的密度、高度、盖度、生物量、成熟度都在增加，而在本地种秋茄林下老鼠簕生长密度、高度、生物量都最低，桐花林下和裸滩上未有老鼠簕的生长；老鼠簕根冠比随着无瓣海桑林龄增加，趋于1:1，茎叶比随着无瓣海桑林龄增加也在增加。说明无瓣海桑在控制互花米草生长蔓延后，其林下已经开始有本地种老鼠簕的定居和生长，且长势良好。
　　无瓣海桑林下适宜底栖动物栖居。在调查中，共发现了16科，18种底栖动物，在5年生无瓣海桑林下有9种、密度为350个／m2，多样性指数H′为1.96，均匀度指数J′为0.95，两者都超过了本地种桐花树和老鼠簕群落多样性指数和均匀度指数。
　　（6）无瓣海桑林可改良土壤质地，可使土壤粘粒比重增加，随着无瓣海桑林龄的增加，土壤pH下降，在肥力影响方面，土壤有机质含量、微生物量碳含量、全磷、全氮、全钾随着林龄增加而增加，在土壤生物活性影响方面，β-葡糖苷酶、脱氢酶以及磷酸酶活性也随着无瓣海桑林龄增加而增加。
　　（7）经过无瓣海桑果实和叶子最高剂量灌喂观察，雌雄大鼠活动、饮食等都正常，LD50均大于5000 mg∕kg，属于无毒物质。无瓣海桑果和叶对斑马鱼和弹涂鱼的半致死浓度24 h LC50>48 hLC50>72hLC50>96 hLC50＞1000mg?L-1，都大于1000mg?L-1，根据国家标准，判定为低毒物质，本实验采用静水式，但在海边的红树林区内，是开放式水流动的区域，所以并不会对水体环境生物产危害。
　　（8）采用外来树种评价指标体系综合评估方法，得出无瓣海桑入侵性（R1）、适生性(R2)、扩散性(R3)和危害性(R4)风险等级分别为0.72、0.72、0.28、0.1，对应的等级为II（较高）、II（较高）、IV（较高）、V（很低）。无瓣海桑入侵综合风险值R为0.01，对应等级为V，即风险很低。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 外来物种相关术语和定义

1.3 外来种入侵风险评估

1.4 国内外对外来种入侵风险评估研究进展

1.5 研究目标和研究内容

1.6 研究技术路线

第二章 试验材料和方法

2.1 试验材料

2.2 试验地概况

2.3 研究及试验方法

第三章 结果与分析

3.1 无瓣海桑抗寒性

3.2 老鼠簕对无瓣海桑化感作用

3.3 无瓣海桑果实和种子密度

3.4 无瓣海桑种子库分布与可持续性

3.5 无瓣海桑林下动植物多样性

3.6 无瓣海桑幼苗更新和扩散

3.7 无瓣海桑对土壤质量影响

3.8 无瓣海桑对鱼类和大鼠毒性

3.9 无瓣海桑入侵风险综合评估

第四章 结论与讨论

4.1 结论

4.2 讨论

4.3 无瓣海桑科学管理及推广应用

4.4 展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢