外來(lái)植物入侵?jǐn)U散機(jī)理模型研究.pdf

1、隨著全球一體化趨勢(shì)的發(fā)展，外來(lái)物種入侵已成為當(dāng)前全球環(huán)境變化的一個(gè)重要組成部分，全世界每年由于外來(lái)入侵種造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大，并且外來(lái)物種入侵活動(dòng)日益加劇，已造成了我國(guó)的一些地區(qū)生態(tài)失衡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。青藏高原是我國(guó)乃至全球生態(tài)最為脆弱的地區(qū)，隨著青藏鐵路的修建使得青藏高原與外界聯(lián)系愈加頻繁，鐵路的修建對(duì)其沿線植被已經(jīng)產(chǎn)生了一定的影響。通過(guò)建立外來(lái)植物空間擴(kuò)散機(jī)理模型，分析外來(lái)種入侵?jǐn)U散的影響因素，同時(shí)模擬分析青藏鐵路沿線典型外來(lái)種的擴(kuò)

2、散過(guò)程，對(duì)外來(lái)種入侵的預(yù)防和治理具有重要的意義，同時(shí)對(duì)青藏鐵路沿線植被的恢復(fù)與重建、防止外來(lái)種的入侵具有一定得現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文將入侵理論與 CA模型相結(jié)合，將初始 CA模型與中性景觀模型、種子競(jìng)爭(zhēng)模型、種子傳播模型和成株競(jìng)爭(zhēng)模型相結(jié)合，形成植物入侵?jǐn)U散的CA模型。該模型可以設(shè)置不同生境完好程度，植物的不同生活史參數(shù)和不同的競(jìng)爭(zhēng)能力，可以勾畫(huà)植物的不同分布格局，通過(guò)對(duì)外來(lái)種入侵?jǐn)U散過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬，輸出不同物種景觀格局情況和不同步

3、長(zhǎng)時(shí)物種對(duì)生境的占有情況。
　　本文設(shè)置4級(jí)生境被破壞程度：生境未被破壞和生境被破壞5％、15%、30%四種景觀空間情況。前者又設(shè)置外來(lái)種具有強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力和與本地種競(jìng)爭(zhēng)能力相同兩種情況，模擬本地種和外來(lái)種具有不同的種子萌發(fā)、種子傳播方式和種子產(chǎn)量三種不同生活史參數(shù)時(shí)本地種和外來(lái)種的景觀格局分布情況和生境占有率的變化情況；生境被破壞時(shí)，模擬本地種和外來(lái)種具有不同生活史參數(shù)時(shí)的景觀格局分布情況和生境占有率的變化情況。同時(shí)利用該模型模擬了青

4、藏鐵路沿線典型外來(lái)種狼毒（Stellera chamaejasme Linn.）在本地種高山嵩草(Kobresia pygmaea)與矮生嵩草(Kobresia humilis)群落中的入侵?jǐn)U散過(guò)程。通過(guò)以上各種情況的相互比較，主要得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：
　?。?）在生境被破壞5%時(shí)，外來(lái)種的入侵基本不受到影響，并且適度的生境破壞更有利于外來(lái)種的入侵，當(dāng)生境破程度增加到30%及以上時(shí)，外來(lái)種的入侵過(guò)程會(huì)受到強(qiáng)烈的阻礙，擴(kuò)散速度明顯減慢

5、；
　?。?）隨著生境遭到破壞，弱勢(shì)的物種多聚集分布在生境被破壞的區(qū)域，借助被破壞的生境作為屏障抵御競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)物種的入侵，這也是外來(lái)種入侵初期多出現(xiàn)在生境被破壞區(qū)域的原因；
　?。?）對(duì)于種子的產(chǎn)量來(lái)說(shuō)，在外來(lái)種的種子產(chǎn)量高于本地種時(shí)，外來(lái)種可以成功入侵；當(dāng)外來(lái)種種子產(chǎn)量與本地種種子產(chǎn)量相同或略低于本地種種子產(chǎn)量時(shí)，若外來(lái)種與本地種競(jìng)爭(zhēng)能力相同則外來(lái)種與本地種達(dá)到共生狀態(tài)，若外來(lái)種競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)于本地種則外來(lái)種入侵成功并且本地種

6、逐漸消亡；當(dāng)外來(lái)種種子產(chǎn)量為本地種種子產(chǎn)量的2/3時(shí)，無(wú)論外來(lái)種的競(jìng)爭(zhēng)力如何，外來(lái)種都會(huì)入侵失敗；
　?。?）對(duì)于種子萌發(fā)率來(lái)說(shuō)，在外來(lái)種的種子萌發(fā)率高于本地種時(shí)，外來(lái)種可以成功入侵并且使得本地種逐步消亡；當(dāng)外來(lái)種種子萌發(fā)率與本地種種子萌發(fā)率相同時(shí)，若外來(lái)種與本地種競(jìng)爭(zhēng)能力相同則外來(lái)種與本地種達(dá)到共生狀態(tài)，若外來(lái)種競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)于本地種則外來(lái)種入侵成功并且本地種逐漸消亡；當(dāng)外來(lái)種種子萌發(fā)率為本地種種子萌發(fā)率3/4時(shí)，若外來(lái)種與本地種競(jìng)

7、爭(zhēng)能力相同則外來(lái)種入侵失敗并逐步消亡，若外來(lái)種競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)于本地種則外來(lái)種入侵成功并且本地種逐漸消亡；當(dāng)外來(lái)種種子萌發(fā)率為本地種種子萌發(fā)率1/2時(shí)，無(wú)論外來(lái)種的競(jìng)爭(zhēng)力如何，外來(lái)種都會(huì)入侵失?。?br>　?。?）對(duì)于種子傳播方式來(lái)說(shuō)，外來(lái)種中距離傳播本地種長(zhǎng)距離傳播、外來(lái)種短距離傳播本地種長(zhǎng)距離傳播、外來(lái)種短距離傳播本地種中距離傳播三種情況下外來(lái)種入侵失敗。主要原因是外來(lái)種的競(jìng)爭(zhēng)能力雖然較強(qiáng)，但是本地種的長(zhǎng)距離傳播使得其在早期占據(jù)了大量的元