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/ 文章信息 /
草本植物群落的抗入侵性：影响机制与设计策略
Invasion Resistance of Herbaceous Plant Community: Influence Mechanism and Design Strategy
李仓拴 张琼文 王菲 刘晖
全文刊登于《风景园林》2024年11期79-85页
/ 文章亮点 /
1、草本植物群落抗入侵性受生境、群落结构、群落组成和干扰等因素的综合影响，其中群落组成是主要影响要素。
2、杂草防控是个复杂的系统工程，实践中可以通过生境营造、群落设计、建植途径和管理维护等全流程手段综合解决，而植物搭配是关键。
3、生态学规律无法直接指导设计实践，通过研究范式的转换，可以将生态学规律转换为指导设计的可实践知识，而找到生态变量与设计变量的关联是实现转换的“桥梁”。
/ 作者简介 /
李仓拴
男 / 博士 / 西北农林科技大学风景园林艺术学院讲师、硕士生导师 / 研究方向为城市生境与生物多样性营造、园林草本植物群落设计
张琼文
女 / 西北农林科技大学风景园林艺术学院在读硕士研究生 / 研究方向为植物群落设计
王菲
女 / 西北农林科技大学风景园林艺术学院在读硕士研究生 / 研究方向为植物群落设计
刘晖
女 / 博士 / 西安建筑科技大学建筑学院教授、博士生导师 / 本刊编委 / 研究方向为西北脆弱生态环境景观规划设计理论与方法、中国地景文化历史与理论
/ 文章精华阅读 /
草本植物群落的抗入侵性：影响机制与设计策略
Invasion Resistance of Herbaceous Plant Community: Influence Mechanism and Design Strategy
作者写作心得
摘要：【目的】除草一直是园林草本植物群落管理的棘手问题，而提高群落的抗入侵性是降低除草成本的关键途径。群落抗入侵机制作为入侵生态学研究的核心内容，旨在揭示生态因子对群落抗入侵性的影响规律。受制于研究范式的差异，这些规律须经过设计应用转换，才能真正实现理论指导实践。【方法】通过文献分析，梳理群落抗入侵性影响机制，并从风景园林的视角提出群落抗入侵性提升策略。【结果】草本植物群落抗入侵性受生境、群落结构、群落组成和干扰等因素的综合影响，其中群落组成是主要影响要素；群落的抗入侵机制可通过生态学变量和设计变量的关联，转化为具体的生境营造、群落设计、建植途径和管理维护等提升抗入侵性的设计策略。【结论】生态学基础理论可以被转换为对设计具有指导意义的操作方法，关键在于找到生态变量与设计变量的关联，这也是实现生态学与风景园林交叉的“桥梁”之一。
关键词：风景园林；植物群落设计；抗入侵性；入侵生态学；杂草；生态设计
群落抗入侵性（invasion resistance）又称抵抗力稳定性，常用杂草生物量来评估，用于表征群落抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。随着中国城市绿地规模的持续扩大，如何提升城市植物群落的抗入侵性以降低管理维护成本，将是未来研究的重要方向。草本植物群落的抗入侵机制一直是入侵生态学研究的核心与热点问题，旨在研究生态因子对群落抗入侵性的影响，近年来已有相关研究揭示了诸多的规律，其研究成果对于提高园林草本植物群落的抗入侵性具有重要的启示意义。鉴于此，本研究将梳理影响群落抗入侵性的要素及其与群落抗入侵性的关系规律，并将这些规律转化为指导群落抗入侵性提升的设计策略。
1 草本植物群落抗入侵性影响机制
1.1 场地生境与群落抗入侵性
光照与养分同时增加更能加剧外来入侵植物对本地植物的竞争排斥。阴生生境群落的抗入侵性最强，半阳生生境次之，阳生生境最差。土壤表层水分含量越高，越有利于促进土壤种子库萌发。入侵更容易发生在碳、氮和磷含量相对较高的肥沃土壤中。
1.2 群落结构与群落抗入侵性
多数研究证实在设计中增加群落的层数有助于增强抗入侵性。多样性阻抗假说认为结构单一的群落更容易被入侵。笔者在实验中发现，入侵植物更多地出现在群落的周围，杂草更容易出现在两个冠幅较大植株之间的空白区域。
1.3 群落组成与群落抗入侵性
多项研究表明群落中部分特殊物种可以增强群落抗入侵性：一是萌发速度较快的物种，二是禾草类植物；三是本地物种。保险假说理论核心为群落的功能群多样性越高，群落的抗入侵性越强。
1.4 干扰与群落抗入侵性
刈割能够降低不耐刈割杂草植物的生长势，为弱竞争者提供生长机会，从而显著削弱群落的种间竞争，提高群落抗入侵性。通过火烧减少杂草植物的种子和繁殖体，可提高群落抗入侵性。沙砾石覆盖能在第一个生长季减少杂草的萌发，有效提高群落建立第一年的抗入侵性。种子库和种子雨中的物种数量越多，群落被入侵的概率越大。
2 草本植物群落的抗入侵性提升设计策略
本研究系统建立了影响抗入侵性的生态变量和设计变量之间的关联（图1），通过生态变量与抗入侵性的关系反推群落在何种条件下能具有较高的抗入侵性，实现从影响机制到设计策略的转换。
1 群落抗入侵性机制与设计策略关系
2.1 生境营造
在设计层面应合理控制资源，对光照时间越长的生境分区，群落中越宜增加喜光植物的比例（尤其是上层植物）；在光照时间越短的分区，越应该注重群落物种对光照资源竞争的差异与平衡。应通过人工调控，使土壤含水量保持在适度的区间。为提高城市绿地的群落抗入侵性，有必要进行土壤贫瘠化处理。
2.2 群落设计
设计时应选用冠幅较大的植物或将高度不同的植物交叉种植，尽可能地增加群落的总盖度。应尽可能增加群落层数，同时模拟自然群落的分层结构。混合搭配不同构型的植物可使群落内植物对生态位的利用形成互补（图2）。此外，群落设计中宜选择与杂草具有相似生态位的植物，可增加禾草类植物、乡土植物以及萌发早、生长速率快的植物。在群落设计时，应尽可能搭配更多样的功能群类型：一是将一二年生植物和多年生植物进行搭配；二是将禾草类、非禾本科植物和豆科植物进行搭配；三是将C3植物和C4植物进行搭配；四是选用CSR策略分类模型中的不同生存策略的植物进行搭配。
2 植物构型及典型植物
2.3 建植途径
混播需要1~3年的群落发育时间，这一阶段须不断除草直至群落抗入侵功能形成。如果以抗杂草入侵为目的，无机覆盖物是比有机覆盖物更好的选择。若对群落抗入侵能力要求越高，则应选择粒径越小的覆盖物。
2.4 管理维护
除草管理策略应随群落建植的不同阶段而改变。管理阶段应严格控制灌溉量，一般而言草本群落所需的年降水量宜＜400 mm。当种间竞争失衡时，可通过刈割进行调节。火烧是一种常用的管理手段，可以通过焚烧杀死植物种子，保持群落稳定性。
3 结语
以往的研究和实践往往注重消除“结果”而忽略了作为前因的“设计”，往往注重改变外因而忽视了内因，往往注重单一因子的影响而忽视多因子复合作用，致使现有的方法虽能够在短时间内起作用但缺乏可持续性。因此，针对群落除草与抗入侵性的研究应由被动“防御”转变为主动“提升”，在实践中应注重多要素设计和实施的全流程，聚焦于物种搭配来提高群落的抗入侵性将是未来研究的重要方向。目前，功能群构成多被认为是影响群落抗入侵性的主导因素，因此探寻最优的功能群数量与组合搭配很可能是破解园林草本群落杂草入侵难题的最佳突破口。
图片来源：
图1、2由作者绘制。
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/ 引用链接 /
引用本文：李仓拴，张琼文，王菲，刘晖．草本植物群落的抗入侵性：影响机制与设计策略[J]．风景园林，2024，31（11）：79-85. doi: 10.3724/j.fjyl.202309150424
Citation: LI C S, ZHANG Q W, WANG F, LIU H. Invasion Resistance of Herbaceous Plant Community: Influence Mechanism and Design Strategy[J]. Landscape Architecture, 2024, 31(11): 79-85. doi: 10.3724/j.fjyl.202309150424
文章链接：http://www.lalavision.com/article/doi/10.3724/j.fjyl.202309150424
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文章编辑 李清清
微信编辑 刘芝若
微信校对 刘昱霏
审核 曹娟
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