中文摘要：

入侵生态学尤其是与全球环境变化相结合，已成为生态学研究的热点之一。通过比较外来入侵种紫茎泽兰与本地近缘种多须公和白头婆，在2个CO2浓度和4个氮水平下的生理生态特性，来研究入侵种是否因为缺乏专性天敌，通过进化降低了叶氮向防御系统（包括物理防御如细胞壁蛋白和化学防御如生物碱，生氰糖苷等）的分配比例，提高了叶氮向光合机构的分配，从而具有高的资源捕获能力和利用效率等功能性状，导致成功入侵；CO2浓度和氮水平升高是否进一步促进了外来种的入侵性，这是否与入侵种更有效的氮分配有关；了解CO2浓度和氮水平两因素的交互作用以及对植物的跨世代中长期影响。从而可以在不同环境条件下进一步验证氮分配的进化假说，提高对生物入侵机理的认识，并探讨植物入侵性随环境变化的演化，将有助于对外来种进行风险评估，预测未来可能的分布区，并进行早期预测、限制其传播、科学地管理与防治，并指导受损生态系统的恢复等。

结论摘要：

本项目以紫茎泽兰和本地近缘种为材料，依托哀牢山生态站的人工气候室，研究二氧化碳浓度增加和氮沉降对外来植物入侵性的影响。研究发现（1）紫茎泽兰既具有很强的固有竞争能力，在入侵地又能对物理环境和天敌的缺乏作出快速进化响应，从而在中国成为一种超级入侵者；（2）紫茎泽兰在入侵地发生了氮分配的进化，表现为将更多的氮向光合结构分配，包括羧化组分、生物力能学组分和补光色素组分，从而导致了更高的光合能力，相应的投入到防御系统，包括物理防御（细胞壁）和化学防御（生氰糖苷）的比例降低，N在光合机构和防御系统间的分配存在权衡关系，并且在CO2倍增处理时存在防御系统的优先氮分配的倾向；（3）CO2浓度对植物生长的促进作用与N水平密切相关，低氮条件下对入侵种和本地种都无促进作用，而中氮时只对入侵种有促进，而高氮时对入侵种和本地种都有显著促进作用，但促进作用在入侵种中更强烈，表明未来未来CO2浓度增加和氮沉降可能会进一步促进紫茎泽兰的入侵性；相反的，添加蔗糖的低氮处理对入侵种的抑制效果更明显，减氮处理可能是一种控制外来入侵的有效手段；（4）氮分配的进化导致入侵种更高的光合能力，同时也导致了快速的能量偿还策略，即更高的光合能量利用效率和更低的偿还时间，而比叶重是一个关键的性状因子；紫茎泽兰叶片的建成成本并不低于本地近缘种，其竞争能力主要得益于其高的光合速率，对植物来说“开源”似乎比“节流”更重要。（5）CO2浓度增加降低了入侵种生长土壤中植食性线虫的比例，因此降低了植食性线虫对入侵种的取食危害，同时增加了食细菌线虫的比例，能加速微生物周转和N矿化速率，对入侵植物的竞争优势提供一种正反馈调节作用。而对本地近缘种的影响则相反，CO2浓度增加显著升高了植食性线虫的比例，尤其是异叶泽兰中，这样会降低本地种的生长积累。这些都能增加紫茎泽兰对入侵种的比较优势，进一步加剧外来种的入侵性。本研究加深了我们对外来植物入侵机理的认识，并探讨了植物入侵性随环境变化的演化，有助于预测未来可能的分布区，并指导受损生态系统的恢复。