東北地理所在營養級調控全球變化背景下的植物入侵研究中取得進展
資源波動假說認為，養分可利用性的增加或養分脈沖能夠促進外來植物在本地群落的入侵。的確，許多研究證實了該假說的普適性。但是，外來植物入侵不僅受到這些非生物因子的驅動，還會受到生物因子的調控。例如，天敵逃逸假說指出入侵地天敵的缺失是外來植物成功入侵的一個重要因素。因此，在探索環境變化背景下的外來植物入侵問題時有必要同時考慮生物因子的作用。遺憾的是，這樣的研究還相對缺乏。針對這一研究空白，中科院東北地理所生物入侵生態學研究團隊劉艷杰研究員指導學生利用多物種控制實驗，研究了養分可利用性增加、養分脈沖、及地上昆蟲采食對外來植物優勢度的影響，揭示了資源脈沖影響外來植物入侵的營養級調控機理。
實驗將8種外來植物作為目標種，分別種植在由15種常見本地植物組成的五類群落中。然后將其分別放在養分可利用性（低與高） × 養分脈沖（恒定與脈沖） × 昆蟲采食（有與無）的全因子處理下（圖一），10周后測定了外來植物和本地植物的生長表現。
圖一：實驗設計圖解。實驗處理示意圖、實驗期間的蟲食處理室照片、外來植物和本地植物在花盆內的位置(a);不同養分處理對應的營養液供給量(b)。在低養分水平和高養分水平處理下，恒定的養分添加與脈沖式養分添加在整個生長季獲得的養分總量相同。
研究結果表明：在低養分水平且不存在昆蟲采食的情況下，養分脈沖能夠提高外來植物在入侵群落中的優勢度，然而昆蟲采食逆轉了養分脈沖對植物入侵的促進作用。該研究揭示更高營養級的存在可以調控資源波動對外來植物入侵的影響，對生物入侵生態學領域內重要理論“資源波動假說”提出挑戰，未來研究應該同時關注生物因子和非生物因子對植物入侵的耦合效應。本研究對準確理解全球變化背景下外來植物入侵風險具有重要意義。
圖二：在兩種養分有效性（低與高）、兩種養分波動（持續與脈沖）和兩種昆蟲采食處理（有與無）組合下，外來目標物種（a）和本地群落（b）的生物量以及外來目標物種在群落中的生物量占比（c）。
研究成果于近期發表在英國生態學會經典期刊Functional Ecology上。中國科學院東北地理與農業生態研究所博士研究生李艷君為第一作者，劉艷杰研究員為通訊作者。
該研究得到了中國科學院率先行動青年人才項目（Y9B7041001）資助。
論文信息如下：
Li Y., Gao Y., van Kleunen M. & Liu Y.* (2022) Herbivory may mediate the effects of nutrients on the dominance of alien plants. Functional Ecology, https://doi.org/10.1111/1365-2435.14019.
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吉公網安備22017302000214號
