繁殖体压力——一种解释生物入侵的机制

繁殖体压力是基于生物入侵过程而提出的一个关键因素。从繁殖体一次引入的数量、繁殖体引入的频率、繁殖体的质量3个方面对繁殖体压力的概念进行了综述,指出繁殖体压力的本质是揭示生物入侵潜力大小的,即繁殖体压力越大,生物入侵的潜力就越大,成功入侵的可能性就越大。从外来种自身的生物学特性来看,物种的生殖方式和繁殖能力的大小对繁殖体压力会产生重要影响。繁殖体压力4个方面的组合,使得在判断繁殖体压力大小时,情况变得比较复杂。繁殖体压力是从解释外来种如何定居新生境方面来解释生物入侵的,在考虑繁殖体压力与建群效应及繁殖体压力与影响成功定居的各因素之间的关系时,用繁殖体压力解释生物入侵还应结合生境特征和入侵生物自身的入侵特性。

繁殖体压力对豚草(Ambrosia artemisiifolia)定殖和种群维持的影响

从北京门头沟收集入侵植物豚草(Ambrosia artemisiifolia)的种子,在北京顺义区休耕地上进行为期2年的田间实验。通过引入不同数量的豚草种子:5、10、20和40粒·m^(-2),研究不同繁殖体压力对入侵初期豚草出苗、定殖和种群维持的影响。结果表明:繁殖体压力大小对豚草成功定殖样方比例有显著影响,其中繁殖体压力达到20粒·m-2后所有样方均成功定殖且第二年种群继续扩大;种子引入第二年样方内豚草幼苗数和定殖植株数均显著高于第一年(P<0.05);第一年有1~3株豚草成功定殖的样方即可基本满足第二年豚草种群的维持,第二年成功出苗5~237株,定殖4~97株。以上结果表明,小批量豚草种子的传入即具有较大的入侵风险,且传入种子数量越多,风险越大;豚草在只有少数几株成功定殖的情况下就有极大可能产生足够多的种子以满足种群的维持和扩张。因此,在豚草的防控工作中,应加强对豚草种子的检疫,并且重视豚草新分布区零星植株的及时清除。

空心莲子草无性繁殖体的大小及数量对其建群效应的影响

分别研究了不同大小的空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.)地下茎片段(带1个节长度2cm、带2个节长度4cm、带3个节长度6cm)和肉质根片段(长度为0.2cm、1cm、3cm、5cm、7cm)在不同埋植密度(1根/盆、3根/盆、5根/盆、7根/盆、9根/盆)下的萌芽和幼苗生长。结果表明,随空心莲子草无性繁殖体(地下茎和肉质根)片段引入数量增加,每盆片段的萌芽数、幼苗的分枝茎节数以及植株的生物量显著增加;除0.2cm长的肉质根基本不能萌发外,随着无性繁殖体片段大小的增加,每盆片段的萌芽数和植株生物量显著增加;无性繁殖体片段的大小和数量交互作用对萌芽数和生物量具有显著的影响,对分枝茎节数无显著影响。这表明空心莲子草无性繁殖体片段越大、引入数量越多,其种群建立越易成功,入侵的风险就越大。

外来植物豚草入侵机制

豚草(Ambrosia artemisiifolia)是世界公认的恶性入侵杂草,其花粉是影响人类健康的高致敏原,豚草入侵到农业生态系统和自然生态系统中威胁当地的农业生产和生物多样性。本文综述了国内外学者的研究,发现豚草的成功入侵与其自身入侵性、生境可入侵性和人类干扰密切相关:1)豚草的入侵性在于其具有的高繁殖体压力、高水肥利用效率、化感作用、表型可塑性和遗传多样性;2)生境的可入侵性是由于具有适宜豚草生长的气候条件和可利用资源,生物多样性较低,且缺乏天敌和高竞争力的土著植物;3)国际贸易、耕作等人类活动及全球变化对豚草的入侵性和生境的可入侵性具有促进作用。建议今后应加强豚草可控试验,以探究豚草入侵的地下过程,研究豚草的成功入侵与其生物学特征、表型可塑性、遗传多样性和本地植物多样性之间的关系。

外来种粗毛牛膝菊在秦巴山区的种群发展动态

外来种能否成功入侵新生境取决于其自身入侵特性(快速生长、足够的繁殖体压力等)和环境因子的作用。原产于热带美洲的粗毛牛膝菊(Galinsoga quadriradiata Ruiz&pav.)在秦巴山区呈现快速爆发趋势,但其种群发展动态尚不明确。通过监测实验和野外调查,对粗毛牛膝菊种群动态和其对入侵地环境选择的偏好性规律进行了研究。在4块样地中开展的监测研究显示,粗毛牛膝菊种群密度最高可达300株/m^2,单株平均种子产量达675粒,单位面积的种子产量达45619株/m^2,说明其在研究地区已能够产生较大规模的稳定增长的种群,可为种群爆发提供较高的繁殖体压力;其种群密度随着时间呈逻辑斯蒂型下降趋势,且在向繁殖阶段过渡期间个体死亡率最高,暗示着种群可能存在负密度制约效应;对秦巴山区30个野外样地的调查研究显示,粗毛牛膝菊主要入侵农田、撂荒地、路边等受到过人为活动干扰的生境;其在群落中出现的频度与土壤紧实度显著正相关,而与坡度显著负相关,表现出对入侵地环境因子的偏好性。调查结果说明,在这些干扰生境中,粗毛牛膝菊种群更容易在土壤紧实度高、坡度小的地段建立,这将为进一步预测其入侵趋势提供依据。