紫茎泽兰是一种恶性外来入侵杂草,现广泛分布于我国云南、贵州、四川、广西等地,给当地农林牧业带来极大损失,给生态系统造成巨大冲击。在紫茎泽兰的防控方法中,替代控制因其控制效果持久,生态效益和经济效益并重,因而被广泛采用。本研究选用了两种生长快速、生物量大、覆盖良好的牧草拉巴豆和宽叶雀稗与紫茎泽兰竞争,并采用复合De wit取代系列试验设计,以相对产量(RY)、相对产量总和(RYT)和竞争攻击力系数(A)为指标,通过盆栽试验研究紫茎泽兰入侵后的土壤、施肥(氮肥)、种植密度以及混种比例对替代植物与紫茎泽兰竞争效应的影响,在数据分析过程中发现了衡量植物相对生长的指标有一定局限性,并解释了原因,提出了解决方案。主要研究结果如下:一、不同物种表型特征比较两种替代植物的株高与生物量均极显著大于紫茎泽兰,拉巴豆株高和生物量分别是紫茎泽兰的4.65倍和20.18倍,宽叶雀稗株高和生物量分别是是紫茎泽兰的3.98倍和22.15倍。入侵土壤处理减小了替代植物与紫茎泽兰的株高和生物量差距,施肥处理扩大了替代植物与紫茎泽兰的株高和生物量差距。紫茎泽兰与宽叶雀稗混种时的株高和生物量都略大于与拉巴豆混种时的株高和生物量,但未达到极显著水平。而宽叶雀稗的株高和生物量都高于拉巴豆。二、混种比例对表型特征的影响替代植物的株高与生物量随着其混种比例的降低而提高,在替代植物:紫茎泽兰=1:3时达到最大值,显著高于其它比例。紫茎泽兰的株高和生物量在其单种时达到最大,显著高于各混种比例,且混种各比例之间无显著差异,说明替代植物不同混种比例下对紫茎泽兰的抑制能力相当。紫茎泽兰与拉巴豆混种时,株高和生物量平均比单种降低了56.88%和93.71%;与宽叶雀稗混种时,株高和生物量平均比单种降低了27.50%和77.26%。说明拉巴豆对紫茎泽兰的控制力大于宽叶雀稗。替代植物对紫茎泽兰株高的抑制能力小于对生物量的抑制能力,说明紫茎泽兰把更多的资源分配给植株增高上,可见紫茎泽兰有很强的表型可塑性,并可能是成功入侵的机制之一。三、种植密度、土壤和施肥因素对表型特征的影响入侵土壤显著降低了替代植物的生物量,但对紫茎泽兰的生物量无显著影响,说明入侵土壤降低了替代植物的竞争力;施肥显著提高了替代植物与紫茎泽兰的生物量,其中拉巴豆生物量提高了73.3%,与其混种的紫茎泽兰生物量提高了52.6%;宽叶雀稗生物量提高了140.7%,与其混种的紫茎泽兰生物量提高了60.0%。所以施肥对替代植物生物量的提高程度高于对紫茎泽兰生物量的提高程度,说明施肥提高了替代植物的竞争力。分析土壤和施肥对替代植物各比例的生物量的影响趋势发现,生物量的变化是等比不等量的。高密度显著抑制了替代植物的株高和生物量,但只显著抑制紫茎泽兰的生物量,而对其株高无显著抑制。说明紫茎泽兰也对密度表现一定的表型可塑性。四、各因素对竞争指标的影响替代植物的相对产量除个别处理外,均显著或极显著大于1,且随着混种比例降低而增大,说明替代植物种内竞争大于种间竞争,混种使其受益;紫茎泽兰相对产量均极显著小于1,说明紫茎泽兰种内竞争小于种间竞争,混种使其受害,混种比例对紫茎泽兰相对产量无显著影响。替代植物竞争攻击力系数(A)均极显著大于0,说明替代植物竞争力极显著大于紫茎泽兰。比例对替代植物A值有显著影响,替代植物混种比例越低,竞争力越大。密度对拉巴豆A值有显著影响,但对宽叶雀稗A值无显著影响。土壤和施肥都对替代植物A值无显著影响。五、竞争相关指标的失效入侵土壤降低替代植物的竞争力,施肥提高替代植物的竞争力,但不能从A值体现。从计算方式、定量分析和生态学意义角度解释了原因,发现相对产量及其衍生指标在一个取代系列试验内部有效,但在比较两个或多个取代系列之间竞争效应时,若某物种各比例生物量等比不等量变化,衡量植物相对生长情况的指标,如相对竞争强度、相对产量及其衍生指标将失效,但使用绝对竞争强度(ACI)或用生物量来衡量则有效。