中国外来入侵生物的空间分布格局及其影响因素

不同地理区域影响生物分布格局的因子不同,对外来入侵物种也是如此。在区域尺度上分析外来入侵生物的空间分布格局及其影响因子对预测生物入侵的影响及入侵种的控制管理具有重要意义。本研究应用中国外来入侵物种数据库、自然环境数据库和社会人文环境数据库,分析了我国外来入侵动植物的空间格局;并运用主成分分析（PCA）和典范对应分析（CCA）探讨了自然环境和人类活动等因素对外来入侵动植物分布格局的影响;同时研究了外来入侵物种多样性与本地物种多样性之间的关系。结果表明,我国现有外来入侵动物138种、入侵植物384种,其数量和密度都呈现出由东南沿海向西北内陆减少的趋势,且入侵动物和入侵植物空间格局基本一致;降水（MAP）是决定我国外来入侵动植物分布格局的主要自然环境因子,国民生产总值（GDP）是主要社会经济影响因子。在全国尺度上,外来入侵物种多样性与本地物种多样性之间呈显著的正相关关系,但地域间存在较大差异。不同区域外来入侵物种与本土物种多样性的相关关系表现出不同,与研究尺度有密切关系。     

怒江河谷入侵植物与乡土植物丰富度的分布格局与影响因子

外来物种入侵严重威胁着乡土植物多样性并削弱了生态系统服务功能。本文基于滇西北怒江河谷植被调查的样方数据, 从群落水平研究了乡土和入侵植物多样性的空间分布格局, 以及地形、气候、人类干扰等因子对两种格局的影响。本研究共记录到外来入侵植物26种, 隶属于13科21属; 乡土植物1,145种, 分属于158科628属。沿着怒江河谷, 入侵植物物种丰富度随纬度与海拔的增加而减少; 乡土物种丰富度则随纬度增加而增加, 并在海拔梯度上呈单峰格局。运用广义线性模型分析公路边缘效应(反映生境干扰)、气候、地形和土壤等环境因素对物种丰富度分布格局的影响。等级方差分离的结果显示, 公路两侧的生境干扰对入侵种和乡土种的丰富度格局均具有首要影响。在自然环境因子中, 降水量是入侵植物丰富度的主要限制因子, 而乡土物种丰富度则主要受到地形因子尤其是坡向的影响。结构方程模型的分析结果也表明, 乡土植物和入侵植物丰富度之间的负相关关系反映了二者对环境响应的差异。本文结果支持物种入侵的资源可利用性限制假说, 并强调了人类活动对生物多样性的负面影响; 乡土植物或已较好地适应了干旱河谷气候, 但并没有显示出对外来物种入侵的抵抗作用。     

广西九万山国家级自然保护区外来入侵和本地草本植物多样性垂直分布格局

外来入侵植物快速扩散、蔓延, 有些种类已进入到国家级自然保护区, 威胁保护区的生物多样性。本文基于九万山国家级自然保护区134个草本样方的调查数据, 对比分析了外来入侵草本和本地草本物种多样性的空间分布格局, 并阐明了气候因素对物种丰富度分布格局的影响。本研究共记录本地草本143种, 隶属于54科115属; 外来入侵草本16种, 隶属于7科13属。本地草本的物种丰富度和Shannon-Wiener指数随海拔上升显著增加(P < 0.05), 而外来入侵草本的物种丰富度和Shannon-Wiener指数随海拔升高呈下降趋势(P > 0.05)。本地草本和入侵草本的均匀度随海拔升高变化均不显著(P > 0.05)。在不同海拔梯度, 本地草本的Shannon-Wiener指数均显著高于外来入侵草本, 均匀度则相反。回归分析表明, 温度和降水量共解释了本地草本物种丰富度差异的41.6%, 其中温度解释率为21.4%, 降水量解释率为10.7%, 且温度的影响达到显著水平(P < 0.05)。温度和降水量对外来入侵草本的物种丰富度均无显著影响(P > 0.05), 单一因子解释率均较低, 分别为0.9%和0.4%。这些结果表明, 九万山国家级自然保护区外来入侵草本与本地草本物种多样性随海拔变化呈截然相反的空间分布格局, 且气候因素对两者分布格局的影响不同。外来入侵草本植物在海拔800-1,000 m地区具有相对多样的群落组成和较稳定的群落结构, 可能会威胁本地植物多样性, 建议加强此海拔区间外来入侵草本植物的管理。     

植物物种多样性的垂直分布格局

生物多样性沿环境梯度的变化趋势是生物多样性研究的一个重要议题,而海拔梯度包含了多种环境因子的梯度效应,因此研究生物多样性的海拔梯度格局对于揭示生物多样性的环境梯度变化规律具有重要意义。在不同的研究尺度,植物多样性沿海拔梯度具有不同的分布格局,而形成这种格局的因素有很大差异。本文从α多样性,β多样性和γ多样性三个尺度总结了植物物种多样性沿海拔梯度分布格局及其环境解释。α多样性沿海拔梯度的分布格局在不同生活型的物种之间差异很大,但对于木本植物来说,虽然也存在其他格局,但α多样性随海拔升高而降低是被广泛接受的一种格局。在一般情况下,β多样性随着海拔的升高而降低,并且对于不同生活型的物种,β多样性沿海拔梯度具有相似的分布格局。γ多样性沿海拔梯度具有两种分布格局：偏峰分布格局和显著的负相关格局;特有物种数往往随着海拔的升高而减少,而特有度则随着海拔的升高而增加。     

Shifts in chemical and microbiological properties belowground of invader Ageratina adenophora along an altitudinal gradient

入侵植物紫茎泽兰根围土壤化学及微生物属性海拔变化格局 热带地区山地生态系统是外来植物入侵的重要区域,是研究外来植物扩散机制的“天然实验室”。本研究试图探明入侵植物紫茎泽兰(Ageratina adenophora)根围土壤化学(pH及土壤养分)和微生物(酶活性和细菌群落)特性沿海拔梯度的变化规律。本研究以哀牢山(1400–2400 m)不同海拔梯度分布的紫茎泽兰为研究对象,采集根围土,测定土壤有机碳及养分含量,以及植物根系碳和氮含量。分析与土壤有机碳、氮及磷循环的酶活性,通过计算土壤酶化学计量参数,探究微生物生长代谢利用碳、氮及磷的规律。借助高通量测序技术对16S rDNA的V4区测序,分析细菌群落结构。研究结果显示,海拔显著影响紫茎泽兰根系氮及及其根围土壤有机碳含量,且这些测量指标在海拔2000 m  出现拐点。处在低海拔,入侵植物快速生长耗竭土壤中相对缺乏的磷,磷素是限制微生物生长的重要养分元素;而在高海拔,微生物需要投入更多的能量降解有机质获取碳,导致微生物生长的碳限制。细菌群落β多样性及pH  是决定不同海拔酶化学计量参数差异的重要因子;变形菌门和酸杆菌门是决定微生物养分利用状况的主要细菌门类。这些结果阐明了不同海拔梯度上紫茎泽兰根围土壤微生物的养分利用规律,有助于认识入侵植物沿海拔扩散机制。     

秦岭太白山木本植物物种多样性的梯度格局及环境解释

物种多样性沿环境梯度的分布格局是生物多样性研究的重要议题,而海拔梯度包含了各种环境因子的综合影响,因此对于探讨物种多样性沿环境梯度的分布格局具有重要意义。秦岭山脉地处我国暖温带向亚热带的过渡带,其植被垂直带和物种多样性分布格局对于研究我国南北部植被分异特征具有重要意义。基于对秦岭山脉太白山南北坡海拔1200—3750m之间的垂直样带调查的83个样方,本文利用植被数量分析方法(DCA和TWINSPAN)和Shannon-Wiener多样性指数、Pielou指数以及Jaccard相异性系数对太白山木本植物物种多样性在南北坡沿海拔梯度分布格局进行了初步研究。结果表明：太白山的木本植物群落具有明显的环境梯度格局,海拔是决定太白山植物群落分布的主要因素,而坡向起到次要作用一植物群落类型与坡向的关系不大,当考虑群落的环境梯度格局时,DCA第一轴主要与年均温密切相关,而第二轴则取决于年平均相对湿度：乔木层和灌木层的物种具有相似的海拔梯度格局,植物群落中木本植物物种丰富度和多样性随着海拔的升高单调下降;群落均匀度随着海拔变化的规律不明显;灌木层的物种多样性比乔木层更为丰富,而南坡具有比北坡更多的物种数和更高的多样性。相邻海拔之问群落的相异性在南北坡具有不同的分布格局,在北坡2800m以下,群落相异性沿海拔梯度变化不大,而在2800m以上的高海拔地区,群落相异性随海拔的升高而降低;在南坡,随着海拔的升高,群落相异性不断减少。太白山南坡群落比北坡分布更连续。     

秦岭牛背梁植物物种多样性垂直分布格局

基于秦岭山脉中段牛背梁自然保护区南北坡垂直样带51个样方的调查资料,利用植被数量分析方法(TWINSPAN和DCA)对牛背梁植物群落进行了分类和排序,并分析了植物物种多样性沿海拔梯度的分布格局。结果表明,牛背梁的植被群落具有明显的海拔梯度格局,从低海拔到高海拔依次分布有：锐齿槲栎(Quercus aliena var.acuteserrata)林,桦木(Betula spp.)林．巴山冷杉(Abis Jargesii)林和亚高山灌丛。海拔梯度是牛背梁山区制约植物群落分布的主要因子,而坡向和坡度则起到次要作用。对物种多样性的分析表明,物种总数、木本植物物种多样性和草本植物物种多样性在南北坡具有不同的海拔梯度格局。物种总数在南坡呈现单峰分布格局,而在北坡分布趋势不明显;木本植物物种多样性在南北坡具有相似的分布格局：在低海拔沿海拔梯度变化不明显,而在高海拔则随海拔上升而急剧下降;草本植物物种多样性在南北坡沿海拔梯度变化的规律不明显。β多样性沿海拔梯度先减少后增加,形成两端高中间低的格局,说明中海拔地区生境条件较为均一,低海拔地区的人为活动增加了生境的异质性,而高海拔地区的生态过渡特性增加了物种的更替速率以及群落的相异性。     

我国国家级自然保护区主要外来入侵植物分布格局及成因

自然保护区在生物多样性保护中起着关键作用,然而也面临外来物种入侵等诸多压力。基于72个已调查国家级自然保护区外来入侵植物数据,重点分析生态环境部发布的四批外来入侵物种名单中已有分布的35种外来入侵植物分布格局及其影响因素。研究发现72个国家级自然保护区平均记录有（7.78±0.47）种外来入侵植物,MaxEnt模型预测结果表明98.69%的国家级自然保护区面临外来植物入侵风险。低纬度地区（8.07±0.73）和中纬度地区（9.64±0.56）国家级自然保护区外来入侵植物数量显著高于高纬度地区（4.53±0.88）,且不同类型国家级自然保护区外来入侵植物差异不显著。温度和降雨量是影响外来入侵植物在自然保护区分布的关键因素,且影响不同生活型外来入侵植物分布格局的关键因素不同：温度对一年生草本、藤本和灌木的分布解释量极为显著,保护区建立时间、温度、降雨量和海拔共同影响多年生草本植物在国家级自然保护区的分布。研究结果表明国家级自然保护区外来入侵植物调查与监测还存在很大的空白,未来需要进一步加强自然保护区外来入侵植物研究,并提升外来入侵植物的监管能力。     

台湾维管束植物物种丰富度和种域宽度的海拔格局及对Rapoport法则的检验

物种丰富度和种域(即物种分布范围)沿环境梯度的变化是生物地理学和生物多样性研究的核心问题.岛屿由于受到地理隔离的作用.其物种分布、多样性格局及其成因的特殊性对于发展和检验生物地理学的假说具有重要意义.Rapoport法则提出,生物种域存在着随海拔上升而增大的趋势.台湾地区具有显著的海拔梯度和典型的岛屿环境,其植物区系丰富而独特.我们首次对台湾维管束植物的海拔分布进行研究,包括不同类群植物的物种丰富度和种域的海拔梯度格局,并检验了Rapoport法则的适用性.综合相关信息得到台湾维管束植物区系包含241科1,466属4,751种(含种下单位),对其中具有海拔分布范围信息的3,330种植物进行统计,结果表明:(1)台湾维管束植物科、属、种的丰富度总体上随海拔上升而减小,入侵植物丰富度具有类似格局,而台湾特有植物呈现明显的单峰格局;按照分类群计,蕨类植物和裸子植物为单峰格局,被子植物的3个生态类群均为单调递减格局.(2)物种种域海拔宽度与海拔的关系随不同类群和分析方法而异.其中,入侵植物的种域宽度和中点海拔具有显著的正相关关系,支持Rapoport法则,而全部植物和特有植物不支持;蕨类植物的海拔分布支持Rapopott法则,裸子植物不支持,其他分类群因方法不同而结果之间不一致.我们还比较了台湾和周边大陆和岛屿山地的物种丰富度海拔格局,认为它们物种丰富度海拔梯度模式的不同可能与降水海拔格局的差异有关;而关于Rapoport法则的检验表明,即使在同一山体,不同类群植物分布范围的海拔模式也可能取决于不同的因素和作用机制.     

喜马拉雅山脉种子植物海拔梯度分布格局及其影响因素

喜马拉雅山脉为全球生物多样性的热点研究地区,探究该地区植物海拔梯度格局及其影响因素对揭示生物多样性形成和保护具有重要意义。本研究收集整理喜马拉雅山脉11886种种子植物以及不同生长型植物(7918种草本、2587种灌木和1388种乔木)的海拔分布范围,使用最优回归模型拟合得出喜马拉雅山脉种子植物物种丰富度与谱系多样性随海拔升高主要呈现单峰形曲线,所有物种、乔木、灌木、草本植物的多样性分别在约2000、1000、1600和3000 m的海拔处达到最大值。层次分割和偏回归分析结果表明,气候和地形因素共同决定着物种的海拔梯度格局,其中年均温和年均降水量对物种海拔分布的影响较大,比表面积和地形异质性对物种海拔分布的影响较小。相较于所有物种与草本植物,乔木和灌木分布格局的构建更多受到气候与地形因素交互作用的影响。     

海南岛的外来植物

通过对海南岛野生或半野生外来入侵植物的调查,报道了153种外来植物,并对近年来在海南岛大面积分布而未报道过的入侵种进行简要介绍。对海南外来植物种类组成、原产地、生活型与危害程度的分析发现:(1)外来植物中有66.67%来自美洲,美洲种的96%为热带美洲成分,几乎所有来自美洲的草本植物往往成为遍布海南各地农田、果园、胶林、草地的有害杂草;(2)外来草本与藤本植物具有较强的入侵能力和较大的危害;(3)绝大多数草本与藤本植物常形成单一优势群落,破坏平地、低丘陵原有的生态系统。     

北京市建成区绿地植物物种来源分析

为探讨北京市建成区绿地植物的物种构成、外来植物组成及其在不同功能区的分布,采用机械布点和随机抽样法对北京市建成区绿地植物资源进行系统调查。结果表明：（1）北京市建成区绿地植物外来引进种173种,外来归化入侵种20余种：（2）外来引进种以国内引进为主,境外起源物种中美洲和欧亚区系植物占绝对优势：（3）外来种丰度按大小排列为：大型公园〉高等院校〉居住区绿地〉街头绿地／街心花园〉附属绿地〉街道绿地〉片林绿地,而各绿地类型的入侵种数量没有显著差异。     

北京市房山区野生植物资源及濒危植物保护策略

北京市房山区植被丰富,以暖温带落叶阔叶林为主,并混生温带针叶林,表现出明显的垂直地带性分布。通过对北京市房山区进行野生植物资源调查,统计出共有野生植物80科,259属,409种,同时分析了房山区野生植物资源在园林中的潜在应用价值;另外,通过对比相关濒危植物资料,总结出房山区的濒危植物21种,并就重点保护植物保护策略进行探讨。     

北京市建成区绿地植物物种来源分析

为探讨北京市建成区绿地植物的物种构成、外来植物组成及其在不同功能区的分布, 采用机械布点和随机抽样法对北京市建成区绿地植物资源进行系统调查。结果表明: (1)北京市建成区绿地植物外来引进种173种, 外来归化入侵种20余种; (2)外来引进种以国内引进为主, 境外起源物种中美洲和欧亚区系植物占绝对优势; (3)外来种丰度按大小排列为: 大型公园＞高等院校＞居住区绿地＞街头绿地/街心花园＞附属绿地＞街道绿地＞片林绿地, 而各绿地类型的入侵种数量没有显著差异。     

惠州红树林自然保护区外来入侵植物调查

采用线路调查与样方调查相结合的方法,对惠州红树林自然保护区内好招楼和蟹洲湾两区域内的外来入侵植物进行了调查。两区域均有49种植物,共有外来入侵植物21种,好招楼和蟹洲湾分别有外来入侵植物12和16种,占植物总种数的24.49%和32.65%。其中,在好招楼分布较广的种类有毛花雀稗(Paspalum dilatatum Poir.)、无瓣海桑(Sonneratia apetala Buch.-Ham.)、三裂蟛蜞菊〔Wedelia trilobata(L.)Hitchc.〕和胜红蓟(Ageratum conyzoides L.)等,在蟹洲湾分布广泛的种类有假臭草(Eupatorium catarium Veldkamp)、马缨丹(Lantana camara L.)及胜红蓟等。大多数外来入侵植物原产美洲,其中14.29%作为有用物种有意引入,61.90%随货物和运输工具无意引入,23.81%随风和水流自然传入。外来入侵植物对红树林的直接危害较轻,但对保护区的景观生态和生物多样性有严重威胁。     

京津冀外来入侵植物的种类调查与分析

【目的】近年来,外来入侵植物对京津冀地区的生态安全和经济贸易发展构成了严重威胁。了解京津冀地区入侵植物种类组成,分析其分布特点,能够为京津冀地区外来入侵植物扩散的防控、生物多样性保护与生态安全提供理论依据。【方法】对京津冀外来入侵植物的种类、原产地、生活型、危害程度、引入途径等进行调查和分析。【结果】京津冀目前有99种外来入侵植物,其中恶性杂草11种。菊科和禾本科为优势科,所含种数分别为24和12种。京津冀外来入侵植物以一、二年草本植物为主;美洲是京津冀入侵植物的最大起源地,其中,北美地区23种,美洲热带和中、南美洲共32种;人为有意引进共56种,占外来入侵植物总种数的56.57%。【结论】当前京津冀地区外来植物入侵状况比较严重,且该地区入侵植物的入侵与其社会经济学因子和生物地理学因子密切有关,有意引入是京津冀地区外来植物入侵的主要途径。     

北京维管植物编目和分布数据集

区域性维管植物编目对于该区域内植物多样性保护及植物资源可持续利用具有重要意义。北京作为中国首都, 尽管编目工作早在20世纪60年代就得以开展, 但近30年来没有进行系统更新。现有数据零散、不系统, 相关编目进展甚至已经落后于周边地区。本文在《北京植物志(1992年修订版)》的基础上, 结合多年实际野外调查, 通过系统检索文献资料对现有编目数据进行查漏补缺(补充新分类群、新记录)、修订名称(基于新分类修订成果)、更新分类系统(采用基于分子数据的新分类系统), 并添加物种等级、分布状态、生长状态、室内/室外、分布区、了解程度及保护状况等相关信息, 最终完成北京维管植物编目和分布数据集(分为本土植物和外来植物两个表单, 其中外来植物主要基于志书和文献记载)。截至2021年12月31日, 该数据集共有数据2,883条(本土1,680条, 外来1,203条), 其中包含北京本土野生维管植物134科611属1,597个类群(1,440种3天然杂交种46亚种97变种11变型), 与《北京植物志(1992年修订版)》相比增加3科26属173种4亚种28变种11变型, 其中列入《国家重点保护野生植物名录(2021)》的有16种(一级仅1种), 列入《北京市重点保护野生植物名录(2008)》的有90种3亚种4变种; 收录外来维管植物137科581属1,184个类群(含992种及其他种下等级), 其中栽培植物854种19杂交种15亚种29变种2变型87栽培品种38栽培群, 逸生植物132种1亚种, 归化植物77种2变种, 入侵植物27种。编目数据显示, 北京本土野生维管植物多样性整体上并不高, 主要以广泛分布的常见种为主, 特有种、狭域种以及珍稀濒危种数量不多; 同时, 北京存在大量的外来植物(许多种类在《北京植物志》各版中已经收录), 这些植物也是北京维管植物多样性的重要组成部分, 但现有数据尚不完整。     

不同氮素水平下入侵种豚草与本地种黄花蒿、蒙古蒿的竞争关系

已有研究表明,土壤氮素增加可提高外来植物的入侵性,降低本地植物的竞争力.为揭示全球氮沉降对入侵种与本地种之间竞争关系的影响,我们于2010年5-8月在中国科学院北京森林生态系统定位研究站温室内,采用取代系列实验方法(standard replacement experiment),研究了3个氮素水平下入侵种豚草(Ambrosia artemisiifolia)与本地种黄花蒿(Artemisia annua)、蒙古蒿(Artemisia mongolica)的生长特征及种内、种间竞争关系的变化.实验采用双因素-随机区组设计,设置了低氮、中氮和高氮3个氮素水平,每一氮素水平分别设置豚草和黄花蒿、豚草和蒙古蒿组成的竞争实验,生长90 d后测量株高和生物量.结果表明:单栽情况下,随氮素水平的增加3个物种的株高均增加,而生物量均无显著变化;混栽情况下,3个物种株高和生物量随氮素水平的增加变化各异,豚草呈极显著增加趋势,而黄花蒿无明显变化,蒙古蒿则先增加后减少.豚草的快速生长使其在竞争中处于优势地位,对本地种黄花蒿和蒙古蒿产生明显的竞争效应.但不同氮素水平下,豚草对本地种的竞争力不同:低氮素水平下,豚草＜两个本地种;中氮素水平下,黄花蒿＜豚草＜蒙古蒿;高氮素水平下,豚草＞两个本地种.氮素添加显著提高了豚草的种间竞争力,改变了豚草与本地种之间的竞争关系,使竞争有利于入侵种.据此推测,在全球变化的背景下,氮沉降的增加将会促进外来种豚草的入侵,增加本地群落的可入侵性.     

Biological invasions in rapidly urbanizing areas: a case study of Beijing, China

Urbanization is widely recognized as a major factor promoting biological invasions worldwide. In this article, we provide insights into the patterns of biological invasions in Beijing, one of the largest and quickly urbanizing cities of the world, by developing a comprehensive list of naturalized and invasive flora and their associate traits (e.g., distribution, life form, habitat, or geographic origin). One hundred and twelve naturalized (including 48 invasive) plants have been identified within the Beijing Municipality. Most of the naturalized and invasive plants belong to four families (Asteraceae, Poaceae, Amaranthaceae, and Euphorbiaceae) and are annual herbs that preferentially grow in disturbed sites. North and South America are the main contributors to the naturalized and invasive flora of Beijing. As expected, those Beijing districts that have recently experienced the highest human population growth, urban expansion, and the largest economic growth are also those with the highest number of naturalized and invasive species. Urban expansion is predicted to continue in the near term making additional invasions likely that will significantly increase the proportion of introduced species in Beijing’s flora. An integrated management strategy for the whole municipality is urgently needed that includes comprehensive scientific research that documents the extent of invasions and their effects on Beijing’s economy and environment.     

长江经济带湖南区域外来植物入侵现状及防控对策

[目的]了解长江经济带湖南区域外来入侵植物的种类构成、区系组成和区域分布,推进长江经济带湖南区域的生物多样性保护。[方法]采用实地踏查法开展长江经济带湖南区域外来入侵植物调查,以文献访查法对调查区域的入侵植物物种进行补充分析。[结果]长江经济带湖南区域有外来入侵植物41科102属146种,其中,菊科植物最多(35种),占入侵植物总种数的23.97%;外来入侵植物原产于美洲的最多(99种),占入侵植物总种数的67.81%;从生活型组成看,草本植物是长江经济带湖南区域外来入侵植物的主要组成部分,占比82.88%;从科的分布区系特征看,世界广布类型是入侵植物的主要区系类型(19科),占总科数的46.34%;从属的分布区系特征看,泛热带分布类型最多(32属),占总属数的31.38%。[结论]长江经济带湖南区域外来植物入侵呈现种类多、增速快、危害程度加重等特点,应加强对菊科入侵植物和来源于美洲入侵植物的监管。