基本信息
- 项目名称：
- 生态系统稳定性的柱网模型研究--以探讨外来入侵植物为例
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 生态系统稳定性的定义、决定因素及其它相关的重要概念一直因研究方法与研究对象不具备广泛的代表性而存在争议。本文基于生态系统的动态是由其中的生物因素与非生物因素的相互作用决定这一出发点，以此二者为研究对象，并对其关键参量进行抽象，以物种生态位为“柱”，物质能量流为“网”，对生态系统稳定性进行探索，鉴于生态系统的复杂性，本项目以探讨外来入侵植物为例对其进行研究。
- 详细介绍：
- 随着全球气候变化尤其是人类活动对环境的巨大影响，众多生态问题呈爆发式凸现，外来植物入侵就是其中一例。有研究表明，我国当前共查明外来入侵物种有 283 种，其中植物占绝大多数，水生植物18种，占据总种数的6.4 %；陆生植物 170种，占60.0%[1]，由于在各种化学、物理、生物防治手段层出不穷的情况下仍有越演越烈之势，入侵植物常被冠以“恶性杂草”、“绿色幽灵”等负面意义的名称。在当前研究中，对入侵植物的种类、生化特性、分布区域、传播途径等方面积累了丰富的研究资料，但对于外来植物的入侵机制主要集中在对其生理特征（繁殖特性、光合特性、生物活性等）与种间关系（化感作用、与微生物作用等）的研究上，并且目前还没有一致的结论。外来物种中，被定义为外来入侵种的，主要是针对其对侵入生态系统的负面影响而言[1,2,3]，而这种负面影响的定义，往往以人类价值观为尤其是经济价值观为基础，如要清理外来入侵植物需要花费巨大的人力物力、外来入侵植物会影响土地的某些用途等，很多时候这种定义并不能解释外来入侵植物存在的生态意义。因此，如何探索外来入侵植物入侵机制的本质，为与生物多样性保护、生态系统恢复等实践提供科学的理论指导，是亟待解决的问题。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：为揭示各类生态系统中外来植物入侵机制的本质，找出决定生态系统稳定性的关键参量，对外来植物入侵的本质提出新的定义和防治策略。 思路：通过分析不同类型生态系统外来植物入侵的共性因素，物种生态位与环境物质能量流为基本研究参量，分析各类生态系统中外来植物入侵的内在机制。以此为基础提出相应的防治措施，并对外来入侵植物概念本身提出讨论并提出“柱网模型”设想。
科学性、先进性及独特之处
- 物种生态位与物质能量流相结合，是本课题的创新之处，揭示了外来入侵植物与被入侵生态系统之间的相互作用，简化了研究参量。
应用价值和现实意义
- 随着人类活动对环境的巨大影响，众多生态问题呈爆发式凸现，在各种防止手段层出不穷的情况下，目前仍有越演越烈之势。植物入侵就是其中一例，多物理、化学、生物方法均收效甚微。但是，反观我们在植物入侵的认识和防止对策上，存在着以人类中心主义为主导、重视短期效益、对治方法简单等各种认识论和方法论上的问题，因此对外来入侵植物在各类生态系统中动态的正确认识有重大意义。
学术论文摘要
- 为揭示各类生态系统中外来植物入侵机制的本质，本文以物种生态位与环境物质能量流为基本研究参量，分析外来植物入侵的内在机制。结果认为通常情况下外来入侵植物缺乏明确的定义标准和有效防治方法，外来入侵植物的泛滥取决于该物种生态位在空间上是否获得连续的满足，以此为基础提出了相应的防治措施，并对外来入侵植物概念本身提出讨论并提出“柱网模型”设想。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 该作品把决定生态系统稳定性的因素归纳为物质能量流与物种生态位互动情况，这是一个创新的观点，从定性分析的角度看，对于解释生态系统动态问题是可行的，从外来入侵植物的角度进行分析，是一个很好的尝试。
参考文献
- [1]楼文豪.外来植物入侵和防制入侵方法[J].Public Science, 2007.12:08-08. [2]马晔,沈珍瑶.外来植物的入侵机制及其生态风险评价[J].生态学杂志.2006,25(8):983-988 [3]高增祥,季荣,徐汝梅,等.外来种入侵的过程、机理和预测[J].生态学报，2003,23(3) :559-570. [4]王运生,谢丙炎,万方浩等。应用生态位模型研究外来入侵物种生态位漂移[J].生态学报.2008,28(10):4974-4981 [5]郑景明,李俊清,孙启祥等.外来木本植物入侵的生态预测与风险评价综述[J].生态学报.2008,28(11):5549-5560 [6]李乐,骆争荣,李琼等.温州地区黑荆树入侵群落的竞争与动态[J]. 生态学报.2009,29(12):6622-6629
同类课题研究水平概述
- 当前，国内外在对入侵植物的种类、分布区域、传播途径、原产地与入侵地的性状区别、生理特性防治对策等各方面都做了大量的研究，积累了丰富的数据和经验，这些研究是必须和必要的，同时，我们需要更丰富的研究途径以便更全面地认识植物入侵的机制和对策。 在对植物入侵机制的研究方面，当前的研究主要集中在入侵物种本身的繁殖特征、他感作用、光合特性、种间关系等关系等内容上；在生态系统层面上，有的研究把其与物种多样性、群落多样性、生态饱和等概念结合起来，初步从系统层次进行了探索；在弱化人类中心主义立场的研究上，有大量从生态伦理角度进行探讨的研究，生态伦理的提出，并不是对人类存在与发展权利的否定，恰好相反，尊重自然本身规律，在维持各物种与大自然本身持续发展的同时，也是对人类自身生存和发展的长远谋略；在对植物入侵生态意义的反思方面，有研究提出植物入侵从另一角度反应了入侵地的生态环境恶化，而不能简单归咎于入侵植物本身，也有观点认为在某些退化生境中，当前定义的“入侵植物”对于防止水土流失、净化空气、改善土质、为重建顶级群落充当先锋植物，充当本地环境状况的指示植物等方面都有积极意义，不能由于人类的短期经济利益而片面断定入侵植物是必须消灭的“恶性杂草”或“绿色幽灵”。 从物种生态位与物质能量流的角度，有外来入侵“生态位漂移”，外来入侵物种对生境的要求等研究，但未见把两者结合起来的探索。
