专利名称：一套入侵植物的入侵竞争力和生境的可入侵性量化方法

发明人：王从彦等

申请人：江苏大学

技术领域

本发明涉及入侵生态学、植物生态学和群落生态学等相关领域，公开了一套入侵植物的入侵竞争力和生境的可入侵性量化方法。

背景技术

生物安全和生态安全关乎环境质量、经济发展、人民健康、社会和谐与国家稳定，由生物和生态因素带来的安全问题一直是人类生存面临的重大威胁，并对人类社会可持续发展造成了严重影响。同时，国家层面也高度重视生物安全和生态安全，并将生物安全和生态安全纳入了国家安全体系。

作为世界上国土面积第三大的国家，我国广阔的地域从南到北主要覆盖了多个气候带，多样化的气候环境条件和生境栖息地使得大部分来自世界各地的入侵物种特别是入侵植物均能最大程度上在我国找到合适的栖息地，并能成功建立种群以及进一步繁殖和扩散。此外，近些年随着我国社会经济飞速发展、城市化进程快速推进和国际贸易大幅拓展也显著提升我国入侵植物的引入频度、传播速率及其入侵程度。目前，入侵植物已对我国环境健康与生态安全以及社会可持续发展构成了严重威胁。因此，以入侵植物主导的生物入侵为代表的生物安全和生态安全已成为我国乃至全球性的重大环境生态问题之一。所以，入侵植物成功入侵的机制已成为当今全球环境生态学研究领域中倍受关注的重大关键科学问题之一。

目前，关于入侵植物成功入侵机理的研究格局主要聚焦于两个方面，即：(I)基于物种的分析：旨在确定入侵植物的哪些生理生态功能特性导致其成功入侵，重在探究入侵植物的入侵竞争力(Invasiveness)。(II)基于生境的分析：旨在确定哪些环境因素造成某些生境易被入侵植物成功定殖和入侵，重在探究生境的可入侵性(Invasibility)。所以，为深入阐释入侵植物成功入侵的驱动机理以及评估其环境生态效应和相应的环境生态风险等级，首要的前提就是对入侵植物的入侵竞争力和生境的可入侵性进行量化衡定。虽然目前针对入侵植物的入侵竞争力和生境的可入侵性已有量化方法，但量化方法不统一，如入侵植物的入侵竞争力有的学者直接用其生物量表征，有的学者用盖度、多度或重要值表征。再如群落可入侵性已有学者提出量化指标，但非常繁琐、工作量大(需对样方内的所有物种的多个相关信息进行统计和分析)。因此，亟需提出一套较简捷且较精准可行的量化方法对入侵植物的入侵竞争力和生境的可入侵性进行衡量，进而为深入阐明入侵植物成功入侵的驱动机理并为构建入侵植物生态管理和预警防控体系奠定强有力的理论支撑和实践基础。

发明内容

本发明提出了一套入侵植物的入侵竞争力和生境的可入侵性量化方法，包括以下三个指标体系：(I)表征入侵植物入侵竞争力大小的指标：入侵植物相对入侵力系数(Relative invasiveness index, RII)；(II)表征入侵植物入侵强度高低的指标：入侵植物入侵强度系数(Invasion intensity index, III)；(III)表征群落可入侵性水平的指标：群落可入侵性指数(Community invasibility index, CII)。该指标体系可对入侵植物的入侵竞争力和生境的可入侵性进行较简捷且较精准的衡量。本发明具有便捷、快速、操作性强和可行性高的特点。

本发明的技术方案具体实施步骤为：

(I)入侵植物相对入侵力系数(Relative invasiveness index, RII)按照以下公式计算：

RII=B_i/MaxB_i

式中MaxB_i为所有调查样方内入侵植物总生物量最大值，B_i为调查样方内入侵植物总生物量。RII值越大表示入侵植物入侵竞争力越高。

根据所述的一套入侵植物的入侵竞争力和生境的可入侵性量化方法，其特征在于，指标(I)中所选择的调查样方为入侵植物已入侵的样方。样方数量至少为3个，且样方数量越多越好。调查样方大小建议设置为：(1)乔木：20 m * 20 m；(2)灌木：10 m * 10 m；(3)草本：2 m * 2 m；(4)苔藓：0.5 m * 0.5 m。

(II)入侵植物入侵强度系数(Invasion intensity index, III)按照以下公式计算：

III=P_i/MaxP_i

式中MaxP_i为所有调查样方内入侵植物相对丰度最大值，P_i为调查样方内入侵植物相对丰度。III值越大表示入侵植物入侵强度越高。

根据所述的一套入侵植物的入侵竞争力和生境的可入侵性量化方法，其特征在于，指标(II)中所选择的调查样方为入侵植物已入侵的样方。样方数量至少为3个，且样方数量越多越好。调查样方大小建议设置为：(1)乔木：20 m * 20 m；(2)灌木：10 m * 10 m；(3)草本：2 m * 2 m；(4)苔藓：0.5 m * 0.5 m。

(III)群落可入侵性指数(Community invasibility index, CII)按照以下公式计算：

CII=1‒(MaxP_i‒P_i)

式中MaxP_i为所有调查样方内入侵植物相对丰度最大值，P_i为调查样方内入侵植物相对丰度。CII值越大表示群落可入侵性越高。

根据所述的一套入侵植物的入侵竞争力和生境的可入侵性量化方法，其特征在于，指标(III)中所选择的调查样方为入侵植物已入侵的样方。样方数量至少为3个，且样方数量越多越好。调查样方大小建议设置为：(1)乔木：20 m * 20 m；(2)灌木：10 m * 10 m；(3)草本：2 m * 2 m；(4)苔藓：0.5 m * 0.5 m。

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137128