当前世界环境

介绍

在不同的空间尺度上，植物多样性的格局和组成受到多种非生物和生物因子的影响。在局部尺度上，植物多样性和组成受到地球物理因素(即土壤、地形)、土地利用和生物相互作用的影响。在区域尺度上，植物群落受气候因素和生物地理过程的影响，如传粉者的行动和传播模式。¹像菲律宾这样的岛国往往比大陆国家的地方病流行率高。然而，这些岛屿也更容易受到生物入侵。^{2 - 4}生物侵犯影响全世界的生物多样性。^5-6随着人类活动对生态系统的不断破坏，生物入侵研究成为我们了解外来入侵物种繁殖压力、聚集时间和入侵模式的主流，包括入侵过程机制的重大进展。^{6 - 7}

外来入侵植物是一种可以被有意或无意引入的物种。^2、8在菲律宾，Sinohin和Cuaterno记录了自史前时代以来大约475种iap。⁹iap的引入起源于西班牙-美国政权时期的马来亚-波利尼西亚陆地边界(通过阿卡普尔科贸易)，其中可能包括一些常见的农业作物。^{2 - 11}当这些iap被有意引入时，也可能无意中引入有害物种，如杂草和土壤中的病原体。^8、12适当的环境因素和不断增加的人为压力为iap的增殖提供了新的机会，导致土壤动态、本地植物组成和其他生态系统过程的不利变化。^13-14在这些iap激增的地方，由于土壤生物区的营养竞争和新的寄生虫和病原体的引入，就会观察到本地植物的灭绝。^8,12,15.

为了获得更多关于本地植物群落如何对环境因素和iap扩散作出反应的信息，我们在菲律宾宿务岛Manunggal山的森林地区开展了以下目标:(a)测量和比较菲律宾宿雾岛Manunggal山受侵地块(1号地块)和相邻未受侵地块(2号地块)不同的环境因素(海拔、光照强度、土壤pH值、土壤温度、降雨和相对湿度);(b)确定选址1和选址2之间选定的环境因素对本地植物和原生植物的影响;(c)确定原生植物对本地花种的影响。

材料和方法

研究区域

Mount Manunggal位于菲律宾宿务岛巴兰巴纳陡峭的山区。¹⁹Manunggal山位于北纬10°27′39.41”和东经123°46′50.72”，总面积为500公顷(图1)。根据《共和国法案7586》和《国家综合保护区系统法案》，Manunggal山被宣布为中央宿雾保护区(CCPL)的一部分，自那以来，它经历了无数的变化和干扰。¹⁶记录的最低温度是17ËšC，最高温度是32ËšC;年最大降雨量达到401.2毫米，但平均只有210.8毫米。¹⁷该地区以交替的丘陵为主，土壤中有第三纪的基性火成岩和火山灰。¹⁸在进行研究之前，在环境和自然资源区域VII（Denr-Region VII）中担保了一份免费许可证。

图1:菲律宾宿务岛Manunggal山(地图来源:宿务省办公室，2018年) 点击此处查看数字

选址和采样选址

对菲律宾宿务岛Manunggal山的自然环境、植物种类和人类活动进行了调查。基于可比的海拔、土壤和气候因素以及人类活动的强度和强度，选择了两个(2)研究地点(1和2)。^20.Site 1（入侵情节）是该地区发生更多人类学活动的营地。在山峰的峰值中发现了站点2（相邻的未剥夺的绘图），其中人为活动较小。在每个研究现场建立了100亿x 50米的区域，其中三（3）个100米横断线彼此距离10米。每个横断面的四个20m x 20m四分之一，左侧或右侧均以20米间隔铺设，以随机覆盖每个研究现场。随机选择总共24个四曲（6）个横断面的四分之一进行抽样。

花卉评估

采用样条-样方法对所有植物(本地和iap)种群进行描述性调查设计或总数或普查。²¹每个样方确定了每种植物的名称和人类活动的存在和类型。环境参数(海拔、土壤pH值、土壤温度和光照强度)在原位确定，以确定其对本地和外来物种丰度和多样性的影响。

命名法

在这两个学习地点都没有收集外星人和本土植物。在关键信息人/当地村民的帮助下，大多数植物物种都在该领域鉴定。鉴定的植物是基于原生和外星植物的标准分类指南确认：（1）国际保护性质联盟（IUCN）;（2）亚太森林侵入物种网络（APFISN）;（3）全球侵入物种数据库（GISD）;（4）CO的Digital Flora数据库验证两项研究网站存在的外星人和本土植物物种的科学名称。通过林业专家拍摄了未识别的物种以进一步识别环境和自然资源区域VII（Denr-VII）。

植被分析

为了确定外来植物和本地植物的分类学丰富度、均匀度和多样性，使用以下公式:

物种丰富=（总物种A /全部数量的总量）x 100其中：ln =自然对数;s =遇到的物种数量。

物种富裕=否。每个四边形中发现的物种;

物种多样性指数采用Shannon-Wiener指数(H’)²²：


其中：ni =个人数量;n =种类总数

要计算辛普森的多样性指数，所使用的公式是：

其中：ni =个人数量;n =种类总数

为了计算均匀度，采用以下方法:

H_马克斯=和式中:ln =自然对数;S=遇到的物种数^23.

æ'= h / h_马克斯式中:H=香农指数(Pielou, 1966)

回归分析

为检验外来植物物种丰度作为预测因子与本地植物物种丰度作为响应变量之间的关系，采用回归分析，公式如下:

Y = b₀+ b₁X₁+ b₂X₂+ b…_问X_问

式中:Y=响应变量;X₁, X₂X……_问=预测;b₀b₁b₂b…_问，=预测器的部分回归系数。

此外，使用T检验来测量并确定两个站点中的环境参数的显着差异。Pearson相关性分析用于测试两个站点环境参数之间的关系。还用于反映环境与天然和外星植物组合物之间的相关性。所有数据都受到Minitab版本17。

结果和讨论

环境因素

由表1可知，除土壤pH外，所有其他环境因子如海拔(t= -14.11, p=0.000)、土壤温度(t=2.68, p=0.014)、光照强度(t= -2.61;P =0.016)。场地2的海拔高度明显高于场地1。随着海拔的升高，土壤温度显著降低(r= -0.441, p=0.031)，土壤pH和光照强度显著升高(r=0.859, p=0.038;分别为r = 0.480, p = 0.017)。这些关系可归因于Manunggal山复杂的地形和地质、植物覆盖的变化和研究地点的人为活动程度(表3)。

花卉组成，丰富，丰富和多样性

就物种丰富而言，站点1有62种植物，其中37种(59.67%)是iap, 25种(40.32%)是本地种。在55种植物中，Site 2有30种(54.55%)iap和25种(45.45%)原生种。然而，位点2的IAP个体数量为32504个(76.18%)，高于位点1的10165个(23.82%)。与此相反，1号点的本地植物丰度较高，为354株(60.10%)，2号点的本地植物丰度为235株(39.90%)。站点内和跨站点的物种个体数存在差异，站点1具有较高的物种丰富度，但丰度较低，而站点2则相反。很明显，在这两个站点中，iap的物种丰富度和丰度都高于本地植物。iap入侵的阶段包括(1)运输，(2)建立和(3)传播/入侵。^6,25在侵袭的第一阶段，人为活动（例如陆地耕作，贸易和旅游）决定了引入IAPS在较低的海拔地区的命运。⁶住院时间和繁殖压力是在最新环境中引入和建立IAP的因素。该地区在该地区的物种的停留时间越长，在一个区域中逐渐建立越多。^6,26这增加了在该地点发现新种群的可能性。⁶Manunggal山的大量iap可归因于高海拔地区存在的适宜环境因素。^26-27

表4显示位点1 (H ' = 2.76;D=0.10)的多样性高于Site 2 (H ' = 2.41;D = 0.11)。尽管站点1的IAP丰富度为37，高于站点2的30，但两个站点的IAP丰富度对多样性的贡献最大。由于站点1受人类活动干扰较多，因此该站点具有较高的外来植物物种丰富度不足为奇。在站点1有更多有意或无意引入这些植物物种建立、生长和增殖的病媒(即人类、动物等)的几率更高。表3中的人为活动为许多人带来了社会和经济利益，也有助于增加iap的数量，从而促进整个生态系统的“入侵性崩溃”。^28.香农多样性指数（H'）测量样本区域的不确定性程度。如果多样性低，则随机挑选特定物种的确定性高。如果它很高，则难以预测随机挑选的个体的身份。这意味着产生的值越高，网站的越多;高多样性意味着高不确定性。H'包括物种丰富性和物种均匀性。因此，它不仅可以知道物种的数量，而是如何在社区中的所有物种中分配了物种的丰富。与（PE = 0.73）进行（PE = 0.67），PIELou高度（PE）指数较高（PE = 0.73），适用于（PE = 0.67）（表4）。IAPS对Mt的所有学习地点的原生植物的主导地位。在这项研究中，Manunggal很明显。 As a secondary forest, most of the plants were introduced by the government for reforestation, thereby facilitating introduction and establishment of IAPs.^{29 - 30日}菲律宾政府通过环境和自然资源部(DENR)加强了大多数森林生态系统的植树。然而，大多数种植的树都是外来的树(例如:桃花macrophylla）为了重新造林目的，而Theobroma可可(巧克力)作为森林定居者的生计来源。人为活动(即农业、土地、牲畜和家禽的耕作)加快了研究地点外来植物的建立、增长和增殖。iap数量的不断增加可能改变了森林群落结构和功能，从而威胁到Manunggal山的生态和环境意义。这可能最终导致该地区本地物种的随机灭绝。

辛普森多样性指数(D)用于识别随机抽样的个体属于同一物种或属于物种以外的任何类别的概率。结果表明，最接近0的数值变化无穷，最接近1的数值变化较小。在这种情况下，在不考虑物种丰富度的情况下，Site 1 (D=0.10)比Site 2 (D=0.11)更具多样性，即外来植物在Site 1集中且占优势，由37种外来植物组成，而Site 2为30种。

正如在世界各地岛屿上进行的类似调查所显示的那样，所观察到的iap和本地植物在海拔方面的分布因其生物地理来源和环境耐受性而异。^31-32研究证实，物种丰度、丰富度和多样性对海拔梯度有响应。^33-34随着海拔梯度的增加或减少，IAPs和本地植物的出现率也逐渐增加或减少，说明海拔是促进或阻碍外来入侵的关键因素。^35.arteaga.et al .,结果表明，热带和亚热带植物种类在海拔高度的增加中往往更丰富。^36.本地植物和外来植物的海拔分布都与环境胁迫梯度密切相关，而环境胁迫梯度与海拔高度有关。^37.外来物种的成功和影响还取决于它们的生物属性、生态系统的环境特征以及与接受性群落的生物相互作用。^26.亚历山大et al .,确认大多数外星植物物种首先到达低海拔，其中人为繁殖压力最大，从那里的自然或通过人介导的活动向上蔓延。^38.在高海拔地区发现的物种的逐步添加剂是那些在低升高期间也发生的最宽范围的物种。^39.

表1:菲律宾宿务岛Manunggal山每个站点环境(气候和土壤)参数的平均SE(括号中的最小值和最大值)和显著差异(t检验和p值)。

备注:***显著性差异0.001水平(2尾)**显著性差异0.01水平(2尾)

* 0.05水平显著差异(2尾)——无显著差异

表2:2016年10 - 11月菲律宾宿务岛Manunggal山1号和2号点环境参数与植物组成的相关系数

备注:***显著差异在0.001水平(2-尾)**显著差异在0.01水平(2-尾)

* 0.05水平显著差异(2尾)——无显著差异。

表3:菲律宾宿务岛Manunggal山1号和2号地点记录的人类活动

备注:***相关在0.001水平(2尾)显著**相关在0.01水平(2尾)显著。

*相关性在0.05水平显著(2尾)——相关性不显著。

表4:Manunggal山1号点和2号点本地和外来物种名录， 宿务岛,菲律宾。 点击这里查看表格

备注：N型丰富;D-SIMPSON多样性指数

H的-Shannon-Weiner多样性指数;PE-Pielou的均匀度

备注：N型丰富;D-SIMPSON多样性指数

H的-Shannon-Weiner多样性指数;PE-Pielou的均匀度

位点1的外来植物入侵可能对本地植物丰度造成显著影响(F(1,10)=11.05, p= 0.009, R²= 52.48%, R²_调整= 47.75％）和（COEF = 0.0331; SE COEF = 0.0104; T = 3.30; P = 0.009; VIF = 1.00）。基于表7和表9中的结果，在现场2中也观察到类似的影响，其中F（1,10）= 9.67，P = 0.015，R²= 49.18%, R²_调整= 44.21%)和(Coef=0.0.0348;SE系数= 0.0097;t = 2.91;p = 0.015;VIF = 1.00)。过去的介绍研究表明，iap的影响是复杂的，并且能够永久地改变社区结构。⁵¹iap对全球本地植物群落构成了威胁，尤其是在这些群落受到干扰的地方。⁵²地点1是外来植物物种引进和建立的入口通道。⁵³在动物驯化中，动物以草和水果为食，甚至主要是作为种子传播者，协助花粉和种子的传播。⁵⁴科尔布et al .,也证明了“abaka”的制作和围栏是被动物和人类严重干扰的区域内iap的有效传输者。⁵⁵例如，物种Axonopus compressus，elephantopus mollis,藿香conyzoides在Dogra的研究中，这似乎是全球范围内的顶级iap等等。⁵⁴这些草本植物也是斯蒂多尔和跑步者，跑步者在介绍并最终适应环境中，速度迅速散布。⁵⁶这些植物还拥有浓密的阔叶幼苗，可以生长在有足够水分的地区，加上温暖的温度和适度的光照。^{6, 39岁,49-50}这些IAP负责全球不同大陆的自然栖息地的广泛和不可取的不可逆转的变化。⁵⁷例如,l·卡马拉，起源于热带美洲，在全国各地的森林、种植园、农田、受干扰地区、草原、湿地、河岸和城市地区都很常见。⁵⁸

结论和建议

显然，外来入侵植物和环境因素(即海拔、土壤温度和光照)可能对本地植物物种的种群成功有负面、正面或中性的影响。这些结果可能归因于Mt的复杂地形和地质。Manunggal，以及花卉覆盖的变异，以及两种研究地点的人为活动程度。植被调查显示了在两个地点的物种丰富度和丰富方面的统治。在部位2，外星人和本土植物的丰度都会积极反应升高，并对土壤pH和光强度负面反应。在现场1，只有原生植物丰度对升高和土壤pH值呈负面反应。位点1和地点2的高侵入率可归因于猖獗的人为活动和有利的环境条件。如果被忽视，这些外星植物将继续在Mt中扩散。曼鹬和进一步威胁着森林和草原的原生植物，以及附近的地区。因此，通过人类学活动加强的外星植物对本土花卉多样性的定期评估，必须作为未来方向的基础和恢复和保护Mt的剩余森林的基础。Manunggal，宿务岛，菲律宾。 Sustainable biodiversity conservation programs must also be prioritized and conservation biologists, farmers, local villagers, government, and landowners should come together in the planning, implementation, and monitoring of these programs.

承认年代

我们还要感谢菲律宾宿务大学的Judith R. Silapan教授和Patricia Anne G. Nazareno博士以及DENR-VII的William Navares先生提出的宝贵意见和建议。菲律宾高等教育委员会(CHED)和环境与自然资源区域7部(DENR-VII)为这项工作提供了财政支持，这是一篇硕士论文的一部分。这项工作也得到了宿雾师范大学热带生物和药理生物技术研究所。最后，感谢为本文的完善提供重要意见和建议的匿名审稿人。

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