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外来入侵植物已在我国广泛分布,并造成一系列生态灾难和严重的经济损失。基于大尺度数据资料的对比研究可以揭示入侵植物的分布格局和动态机制、,为外来入侵植物管理和防治提供基础信息和理论依据。本文采用最新的植物志、电子数据库等文献数据,建立中国外来入侵植物属性数据库,结合相应的自然和社会环境因子,在不同空间尺度上揭示中国外来入侵植物分布格局及其驱动因子,在此基础上综合利用多个入侵指数(包括体现外来入侵植物入侵速率的入侵性指数、体现其危害和受社会关注程度的影响指数,体现入侵严重程度的入侵物种丰富度和相对入侵物种丰富度)和入侵植物性状特征进行我国植物入侵风险评估。结果表明:
(1)中国外来入侵植物包括384种高等植物,隶属66科,233属。入侵植物在菊科、禾本科、豆科、十字花科和伞形科的分布更具有普遍性,而在苋科、大戟科和茄科的分布以其下苋属、大戟属、茄属植物更具代表性。
(2)草本植物占所有入侵植物的主体,分布范围广泛,扩散能力强;木本植物主要分布在我国南方,扩散依靠贸易和运输线途径;水生高等植物比例最少。
(3)入侵物种丰富度南方和沿海地区分布多;入侵物种的相对丰富度东多西少。我国外来入侵物种的丰富度与本地植物的丰富度呈显著线性正相关,但不同区域的可入侵性表现出不确定性。
(4)决定我国入侵植物总体分布格局现状的环境因子是自然环境。入侵植物的生活史物候期性状和生物量相关性状是决定我国入侵植物分布格局的主要关键性状,其空间格局差异体现了入侵植物对不同气候条件的不同适应策略。
(5)只在南方分布和倾向于南方分布的热带物种在入侵物种中占多数,花期长,种子重,对环境条件要求更严格专性。倾向于北方分布和只在北方分布的温带物种以秋季结实散种为主,种子轻,可适应更广泛的生境,更易受社会环境影响,具有更强入侵性和潜在扩散风险。
(6)各省加权平均入侵性指数和入侵物种丰富度呈负相关,体现了物种入侵性和生态系统可入侵性的权衡。更易入侵的生态系统入侵物种可以很丰富,但入侵性不一定很强。而环境条件等恶劣的较难入侵生态系统的入侵物种少,但能够入侵到其中的物种必定具有更强的入侵能力。
(7)我国各省综合入侵风险的高危地区是我国的东部居中或沿海地区,在全球变暖背景下,北纬33。线以北的河北、山东、河南和江苏省的入侵植物防治工作更应受到更高度地重视。
(8)外来入侵植物尤以禾本科草本植物、果实和种子较小的、在秋季完成生殖生活史及花期长为3~5个月的入侵植物以及C4植物和克隆植物的入侵风险更高。
本研究首次将中国外来入侵植物在大尺度上的物种组成格局、形态性状格局与区域环境异质性的相互关系进行了综合性的分析研究,认为评价入侵植物和入侵地的风险不能只考虑单一因素,且根据研究尺度或管理区域的不同,其风险亦会存在差异。该方法证明了以数据库和植物志获取的物种分布信息和性状信息在物种性状、格局和环境关系研究中的可利用性,虽然有不足,但相对简单而有效仍值得大力推广。