外来植物影响下红树林生态系统服务功能的维持机制

我国红树林湿地乡土植物群落受到互花米草入侵和外来红树植物无瓣海桑林大面积种植的影响，但这些外来植物的引入对红树林生态系统的碳、氮循环有何影响，是否会造成红树林湿地营养级结构和营养关系的改变从而导致生物多样性的改变。本项目围绕这些关键科学问题，系统研究了我国重要红树林分布区内互花米草和无瓣海桑引入背景下红树林生态系统的碳、氮循环速率以及食物链结构的改变格局与机理。研究结果表明：（1）外来植物特别是入侵植物具有比乡土红树植物更高的光合能力、更高效的养分吸收和利用能力以及对逆境更强的适应幅度；（2）人为活动特别是红树林滩涂破坏以及水产养殖造成的氮过量输入可能是造成我国东南沿海红树林湿地大面积受到互花米草入侵的重要机制；（3）红树林具有很高的固碳和维持生物多样性的能力，但已受到人为活动和生物入侵的影响，以及（4）互花米草入侵不仅改变了红树林底泥微生物功能群结构也把红树林湿地多种底栖动物和一些游泳动物的食性由多源食物来源转变为单一碳来源，但这些改变的生态学意义有待进一步的评估。这些研究成果不仅为国际上研究生物入侵机制及其对滨海湿地生态系统的生态学效应提供了第一手数据，而且可为我国红树林生态系统湿地恢复和生物多样性保护提供科学依据。

红树林生态系统具有护岸、防风消浪、调节陆海间物质交换以及维持潮间带复杂食物网等重要服务功能，但我国红树林湿地乡土植物群落已经受到互花米草入侵和外来红树植物无瓣海桑大面积种植的严重影响。这些外来植物的引入对红树林生态系统的碳、氮循环有何影响，是否会造成红树林湿地营养级结构和营养关系的改变从而导致生物多样性的改变，还缺乏定量和机制的研究。本项目围绕生态系统服务功能维持机制紧密相关的科学问题，利用定位对比研究，结合稳定同位素技术和脂肪酸标记等技术，从多个学科角度对我国五个重要红树林分布区内互花米草和无瓣海桑引入对红树林生态系统碳氮循环、生产力、生物多样性以及营养级结构和关系的影响展开深入研究，旨在揭示外来植物影响下红树林生态系统重要服务功能的维持机制，定量评估互花米草入侵和无瓣海桑造林对红树林生态系统的生态效应，为我国红树林保护和恢复以及亚热带滨海湿地生物多样性保护提供科学依据。

不是任何植物都可以随意扩散成功的，在扩散过程中需经过初期-时滞-适应-建立种群-扩散等步骤。通常的外来植物有以下路径。

外来植物自然扩散

此类植物来历不十分清楚，典型的外来植物有一年蓬（Erigeron annuus）、大狼把草（Bidens frondosa）、阿拉伯婆婆纳 （Veronica persica）等等。这些植物果实或种子小而轻巧，且外被多刺、冠毛，易随风或河流飘移、随物体附着流动或是被鸟吃掉后带到了另一个地方。

外来植物人为引入

第一， 工农业生产所需。经长期栽培驯化成为园圃常规种植植物，也叫人为归化植物。如粮食、蔬菜、花卉观赏植物等。此类植物同自然归化植物的区别在于来历清楚且人工栽培。引入的目的在于获取高效、快速、优质、高营养、低廉成本的植物，作为食物、饲料、药品、工业原料。例如药用植物穿心莲（Andrographis paniculata）、嗜好植物烟草（Nicotiana tabacum）、行道树中的法国梧桐（Platanus orientalis）、经济植物剑麻（Agave rigide）、油料植物蓖麻（Ricinus communis）等。因对引入物种管理的失控造成种群自由扩散，它们经由人工-半人工-逸生-归化-野生的过程，在新环境条件下快速繁殖，建立起种群。

第二，贸易流通渠道。各国进行贸易的同时，无法避免外来植物的交流。与全球贸易体系联系越紧密的国家，外来入侵物种也越多。中国1954年从保加利亚进口的小麦中发现了毒麦（Lolium temulentum），其同属植物长芒毒麦（Lolium temulentum var. longiaristatum）也难免掺和其中被引入。

第三，边境走私与偷渡。有些人未经合法批准将观赏植物、水果等引进。疏花蒺藜草（Cenchrus pauciflorus）等77种外来植物属此类，并且均有不同程度地扩增。也有植物由各种交通工具带入，如货舱中藏匿、水生植物随船底远行、国际邮件会携带某些植物籽粒细微的种子。另外，还存在因生物防治以及科学研究等原因而引入的外来植物。

当外来植物在入侵地建立了种群，且威胁并改变该地域的生物多样性时，就成为外来入侵植物（alien invasive plant）,通常，人们把入侵植物也叫归化植物（naturalized plant）、驯化植物或迁居植物，与本土植物相对应。

事实上外来植物与入侵植物不能等同。所谓入侵植物，专指外来植物在种群建立的生长与繁衍过程中对原生境物种产生了不利或有利的影响，这种影响暂时可能有益或无益，巨大可触或细微而隐匿。外来植物若发展成入侵植物，自身要具备以下条件：

（1）生态适应能力强。 许多外来入侵植物生存范围广泛，能以某种方式抵御干旱、低温、污染等逆境并做出调整，一旦条件适宜就开始大量繁殖。

（2）种群扩散资本投入高。入侵植物通常能产生大量的后代，或繁殖世代较短，特别是具有很强的克隆繁殖能力，可以通过根、芽、茎、孢芽或孢子等高投入的资本实现大量繁殖。

（3）传播能力强。入侵植物有的种子非常小，或多具冠毛或钩刺，可通过附着、风吹或流水传播；也可通过鸟类或其他动物传播；有的植物易通过人类活动传播。其次,被入侵地域需具备以下条件:与原生境有相似的生态环境；在外来植物种群建立初期没有生态恶化；缺乏该植物的天敌和生态竞争者。

港口、机场、牧场等等地方以及受突发性的自然干扰，如火灾、洪水或干旱等破坏后的地域是外来植物进入本地的入口处，也是本地植物抵御入侵者的薄弱环节。