東北地理所在多種資源的增加促進生物入侵方面取得新進展
盡管許多研究表明資源波動會促進外來植物的入侵，已有研究大多關注單一資源的波動以及外來植物在非競爭環境下的生長表現。然而，植物通常處于競爭環境中、且依賴于多種資源（如養分和光照）。多種資源的波動如何影響本地植物與外來植物之間的競爭亟待研究。
著名生態學家David Tilman的資源競爭理論認為物種共存的前提是不同物種被生境中的不同資源所限制，基于該理論，生態位維度假說（niche dimension hypothesis）提出多種資源的增加將極大減少限制性資源（生態位）的數量，加劇物種間的競爭排斥，從而使少數物種占據群落優勢（圖1）。而外來植物可能就是少數受益的物種，這是因為外來植物1）通常對高資源環境具有預適應，2）與本地植物相比，受更少因素的限制（如天敵逃逸）。盡管資源競爭理論為外來植物的競爭優勢提供了潛在解釋，實驗驗證依舊缺乏。
圖1 限制因素數量對物種共存和生物入侵影響的示意圖。自然條件下，限制因素（生態位）多，從而促進共存。資源添加會減少限制因素的數量，從而抑制共存，并促進外來物種的入侵。
基于以上研究背景，中國科學院東北地理與農業生態研究所生物入侵生態學研究團隊劉艷杰研究員與德國康斯坦茨大學張致杰博士、Mark van Kleunen教授分別在中國與德國獨立布設了兩個相似的多物種同質園實驗，探究多種資源（養分和光照）的變化如何影響本地植物和歸化外來植物的生長表現，旨在揭示外來植物在群落形成競爭優勢的驅動機制。
兩個實驗同時發現：在低資源（近似自然條件）或添加一種資源的情境下，外來植物并未比本地植物產生更多的地上生物量（即競爭力相似）。然而，當同時添加養分和光照資源時，外來植物比本地植物更具競爭力（圖2）。該研究結果支持我們提出的假說：多種資源的添加可以極大地減少生態位維度（即限制因素的數量）進而增強外來植物的競爭優勢。因此，未來經歷多種全球變化影響的棲息地可能會更容易被外來植物入侵。
圖2 養分和光照對本地和外來植物競爭結果（地上生物量）的影響
以上研究成果發表在國際期刊Communications Biology上，由德國康斯坦茨大學張致杰博士（第一作者）和中國科學院東北地理與農業生態研究所劉艷杰研究員（通訊作者）共同完成；同時，中國科學院東北地理與農業生態研究所博士研究生金慧霏、德國康斯坦茨大學本科生Angelina Hardrath也參與了該研究。本研究得到了國家留學基金管理委員會項目（201606100049）的資助。
論文信息如下：Zhang Z, Liu Y*, Hardrath A, Jin H, van Kleunen M. (2022) Increases in multiple resources promote competitive ability of naturalized non-native plants. Communications Biology, 5: 1150. DOI: 10.1038/s42003-022-04113-1.
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