同域异质性微生境对紫茎泽兰入侵抵御的生态效应及功能机理

Alien plants can successfully invade in some habitats, and in some habitats are strongly resistant to nonnative plant encroachment, which is an important scientific question of invasion biology research. We aimed at the relationship between the invasive weed, Ageratina adenophora and the heterogeneous microhabitats of abandoned land and understory ecosystem of Yunnan, the ecological effects and functional mechanisms of heterogeneous microhabitats on invasion resistance of Crofton weed will be studied in the project. The most contents studied as follows: A) The ecological resistant effects on invasive weed Crofton weed by the way of the biodiversity, the suitability of species, the functional groups of species and the functional ecological niches of heterogeneous microhabitats of abandoned land and understory ecosystem of Yunnan. B) The resistant effects and the regulation efficiencies on invasive weed Crofton weed by nutritional factors, functional micro-organisms, secondary metabolites and other substances of heterogeneous microhabitats. C) The influence factors, the main effect factors and regulation strategy of the heterogeneous microhabitats of abandoned land and understory ecosystem on invasion resistance of Crofton weed and their physiological and ecological mechanisms. The research will provide important scientific basis for further understanding of the invasion mechanism of Crofton weed, and play an important role for control and prevention of invasion of Crofton weed and for ecological restoration and protection of local ecosystems away from influence of invasion of Crofton weed.

外来植物可以顺利入侵一些生境，而在某些生境受到强烈抵御作用而不能进入，这一现象成为当前入侵生物学研究领域的重要科学问题。本项目从入侵植物紫茎泽兰与不同微生境相互作用的关系入手，在云南选择紫茎泽兰不同入侵程度微生境，并人工模拟设置不同功能型微生境研究验证对紫茎泽兰入侵抵御的生态效应及其功能机理。主要研究不同微生境生物多样性、物种功能组对紫茎泽兰入侵抵御的生态效应，剖析限制性营养因子氮、氮活化功能微生物和次生代谢物质等对紫茎泽兰入侵抵御的正负反馈作用，阐释不同微生境对紫茎泽兰入侵抵御的主要影响因素、作用途径、调控策略及其功能机理。研究结果对进一步理解紫茎泽兰的入侵机理，为防御紫茎泽兰入侵建立生态屏障和对其入侵迹地进行生态修复将具有重要的理论和应用价值。

该项目围绕外来入侵植物紫茎泽兰的入侵性与异质性微生境对入侵植物抵御能力的相互关系这一科学问题，比较研究了紫茎泽兰重度入侵、中度入侵、未入侵和4个不同功能型植物群落的微生境生物多样性（植物多样性、昆虫多样性、微生物多样性）的差异和地上和地下竞争的形态学特征及其竞争效应。一是研究发现随着紫茎泽兰的入侵生物多样呈现先降低后上升的规律；二是发现紫茎泽兰在幼苗期的竞争能力与其他不同功能型植物相比并不具有竞争优势，归化种非洲狗尾草是替代控制紫茎泽兰的优良物种；三是发现紫茎泽兰具有较强的生理生化适应性和生理调整机制，并且具有能够通过改变土壤特性而适于紫茎泽兰自身生长的调整机制；四是发现紫茎泽兰对天敌寄生能够产生很强的对生理酶活性进行调节的能力和生态适应性。上述研究结果为理解紫茎泽兰入侵机理提供较好的补充，同时为紫茎泽兰的生态恢复提供了理论技术支撑，对紫茎泽兰的替代控制和入侵迹地的生态恢复具有较为重要的实践指导价值。通过本研究，选取建立了紫茎泽兰不同入侵程度试验研究基地、以及紫茎泽兰与不同功能型植物竞争的试验研究基地，发表了该项目相关的研究论文13篇（其中SCI论文4篇、中文核心期刊论文6篇，一般论文3篇）；主编著作1部、参编著作1部；申请发明专利或实用技术专利3项；获得云南省科技进步奖三等奖1项、云南省第八届高等教育教学成果二等奖1项；培养了硕士研究生3名。研究团队1名从副教授晋升为教授、2名从讲师晋升为副教授、1名遴选为云南省中青年学术与技术后备人才、1名遴选为中国科学院西部之光学术技术带头人培养对象、1人入选云南农业大学中青年学术技术带头人百人计划培养对象；参加国际和国内的学术交流论坛11次。圆满实现了项目预期目标。