入侵與入侵的生態學

現在，除了絕望大陸，還有其他地球區域。自達爾文但是,這些關于外來入侵植物在全球分布格局的假說及其解釋并沒有考慮植物生長的不同的土壤條件和環境基質,如土壤的結構、質地、化學成分、含水量、pH值等。目前,有關外來植物與生態系統的可入侵性的解釋沒有考慮到入侵地本身的物理環境條件,外來植物入侵在全球的分布格局也必然與入侵地環境基質和土壤條件具有一定的相關性。最近我們在香港東北角吉澳群島的植物調查中,注意到外來植物的入侵可能與土壤中鈣離子的含量具有明顯的相關性。1島嶼植被類型調查地點位于香港東北角吉澳群島中的鴉洲、小鴉洲、鴉洲灣、攔船排、虎王洲、娥眉洲、往灣洲、吉澳等8個島嶼(114°15′～114°27′E,22°30′～22°34′N,圖1)。該地區屬于南亞熱帶海洋性季風氣候,夏季高溫多雨,冬季干旱,海拔范圍在10～150m之間,與大陸距離不超過1km。在長期人為干擾和經常性的海風影響下,島上的植被主要為比較低矮的常綠闊葉林、灌木林、灌草叢和海岸植被,常綠闊葉林中的優勢植物種類有鴨腳木(本文者在2002年10月對這8個島嶼進行了植物普查,在各島上所有遇到的植物均記錄了植物名稱,并估計了各種植物在島上的相對多度和外來植物在各島嶼上的現狀。入侵植物概念的界定為已逸為野生的非香港本土植物22.1外來植物的多樣性調查結果表明,所調查的吉澳群島8個島嶼上共記錄到植物種類總數173種,其中外來入侵植物24種,外來植物占植物種類總數的13.87%(表1)。外來入侵植物在吉澳群島的分布格局具有明顯的規律性,在鴉洲、小鴉洲、鴉洲灣三個島上外來植物的種類多、數量大、占本地植物種類總數的比例高、在各島嶼上的覆蓋度大、帶來的危害程度最為嚴重;在吉澳島上,外來入侵植物的種類及其占本土植物的比例較多,但外來入侵植物在島上的覆蓋度及其帶來的危害程度遠不如前者;而攔船排、虎王洲、娥眉洲、往灣洲等4個島上外來入侵植物的種類少、數量稀少,對本地的自然植被幾乎沒有什么明顯的影響。鴉洲、小鴉洲、鴉洲灣等3個島嶼是外來植物入侵最為嚴重的。外來植物的種類多、數量大、覆蓋度大,危害嚴重。其中鴉洲島是一個人為干擾較強烈的小島,島上的原生植被破壞較嚴重,僅殘存一些灌叢和疏林,外來植物在島上的覆蓋度高達約40%以上,整個島上幾乎到處都生長著落地生根、馬纓丹、紅毛草、假臭草、金腰箭等外來植物,島上的本土植物遭到外來入侵植物的嚴重排擠(如圖2)。小鴉洲毗鄰鴉洲島,島上破壞較少,有比較完整的灌木林植被,大部分外來植物沒有侵入發育較好的灌木林,多數生長在林緣,但如紅毛草、馬纓丹、假臭草等入侵種仍可以侵入灌草叢和比較低矮的灌木林中。而鴉洲灣雖然面積最小,但卻記錄有3種外來植物種類。外來植物的入侵對島嶼上本土植物生存影響是很大的,以鴉洲、小鴉洲兩個小島上草本層中的蕨類植物為例,入侵程度較輕的小鴉洲島上僅生長有5種耐鹽堿蕨類,分別是隱囊蕨(吉澳島上的外來入侵植物種類多達18種,如喜旱蓮子草、長春花、牛筋草、加拿大蓬、假臭草、馬纓丹、薇甘菊等,這些種類在在海邊、路邊、宅旁、荒地等一些人為干擾強烈的生境較多,但不分布到人跡罕至的自然植被,對本地的自然植被破壞較少。攔船排、虎王洲、娥眉洲、往灣洲等4個島嶼上外來入侵植物的種類少、比例較小,僅零星的分布于海邊,數量稀少。印洲塘附近的小島攔船排上沒有發現外來植物;虎王洲、娥眉洲雖然島嶼面積大,但兩個島上均只記錄到美洲蟛蜞菊一種外來植物,數量稀少;往灣洲僅記錄到兩種外來植物,即生長在海邊的美洲蟛蜞菊和七爪龍,數量不多。33.1吉澳島的植物分布隨著島嶼面積增加,各島嶼植物種類總數增多,但島嶼的面積大小與外來植物的入侵沒有明顯的相關性(見圖1和表1)。面積最小的鴉洲灣僅有植物種類總數11種,面積最大的吉澳島共有植物總數116種;而外來入侵植物的分布卻并不如此,如虎王洲、娥眉洲、往灣洲等四個島嶼面積遠遠大于鴉洲灣、小鴉洲、鴉洲三個島嶼,但三個島嶼共記錄到外來植物才2種,七爪龍和美洲蟛蜞菊;而面積最小的鴉洲灣雖然面積僅約100m3.2外來植物的分布格局人為干擾是影響外來植物入侵的一個重要因素。在香港東北角吉澳群島上,隨著人為干擾程度的加劇,外來植物在各島上的數量和覆蓋度均有一定的影響。但是,香港東北角吉澳群島外來入侵植物的分布格局顯然不能用人為干擾來解釋。島上人為干擾最強烈的吉澳島雖然擁有數量最多的外來植物種類,但一個地區比別的地區更容易入侵不僅僅是這個地區比別的地區擁有更多的外來物種數量,而是這個地區本身固有的比別的地區具有更加可入侵性的特點3.3鈣離子影響外來植物入侵的將更加受到重視外來植物在吉澳群島這種特殊的分布格局引起我們對島嶼本身的巖石和土壤條件的注意。資料表明調查結果顯示,香港吉澳群島外來入侵植物的分布格局與各島嶼的土壤基質狀況呈明顯的相關性。主要以鈣質的凝灰巖狀角礫巖為土壤母巖的鴉洲、小鴉洲、鴉洲灣等三個小島上的外來植物的種類、數量、規模、在島嶼上的覆蓋度及其危害程度明顯高于其他土壤類型的島嶼上的外來植物情況。從有關資料對該類型巖石的化學成分分析結果來看如果鈣離子確實能影響外來植物的入侵能力或生態系統的可入侵性,那么就可能意味著石灰巖生境、海岸沙灘、鹽堿地、溫帶廣泛分布的各種鈣土、地中海氣候影響下形成的干旱土等鈣離子豐富的生態系統鈣離子對外來植物入侵的影響可能表現在兩個方面:一是直接作用,鈣離子促進外來植物本身的入侵能力;二是間接作用,鈣離子影響群落環境的可入侵性。化學元素如有關氮與外來植物入侵的關系人們早已有些初步認識,人們常把生長在路邊、宅旁的伴人植物(多為外來入侵雜草)稱為喜氮植物就是一個例證。當前,已有研究報道表明,土壤有效氮的增加可以加劇外來植物入侵自然生境的進程由于高鈣地區的生態系統比其他地區受到外來植物的入侵,因此這些地區特別是石灰巖地區的生物多樣性的保護應該受到重視,保護好本地的自然植被,降低土壤中鈣離子的含量或防止土壤鹽堿化可作為