東北地理所在土壤微生物與干旱-再濕事件協同影響外來植物入侵方面取得新進展
氣候變化如何影響外來植物入侵過程是生態學研究的熱點問題之一。氣候變化驅動了全球降水格局的改變，并導致全球干濕循環加劇。許多研究表明干旱對外來入侵植物的抑制效應強于本地植物。這可能是外來入侵植物往往具有較高的資源獲取能力，從而脅迫耐受性較低導致的。如果該解釋成立，那么理論上干旱之后的再濕潤事件對外來入侵植物的促進效應要強于本地植物。但是，干旱-再濕潤事件如何影響外來植物入侵過程仍缺乏足夠論證。另外，干旱-再濕潤過程不僅影響植物的生長發育，還會同時改變土壤微生物的活性。這種改變是否會間接調控干旱-再濕潤背景下的外來植物入侵過程也亟待明確。
基于以上研究空白，中科院東北地理所生物入侵生態學研究團隊設計了一個溫室盆栽實驗（圖1）：將4對同屬的外來入侵植物與本地植物單獨種植，并對其進行水分控制（正常澆水 vs. 干旱 vs. 干旱-再濕潤處理） × 土壤滅菌（滅菌 vs. 不滅菌）的全因子處理。
圖1 實驗設計示意圖
結果表明：無論土壤微生物是否存在，干旱對外來入侵植物生長的抑制效應顯著強于對本地植物的抑制效應（圖2），這與前人的研究結果類似。然而，干旱之后的再潤濕處理對外來入侵植物生長的促進效應卻強于對本地植物的促進效應，即外來入侵植物響應干旱-再濕潤事件的恢復能力更強（圖2）。這是符合理論預期的。此外，當有土壤微生物存在時，外來入侵植物響應干旱-再濕潤的這種恢復能力得到了再次提升（圖2）。
因此，盡管干旱可能會抑制外來入侵植物的競爭優勢，但是干旱-再濕事件與土壤微生物卻協同加劇了外來入侵植物對本地植物的生長優勢，促進植物入侵。
圖2 不同處理組合下外來入侵植物與本地植物的總生物量（a）及根生物量占比（b）
以上研究成果發表在英國生態學會旗艦期刊Functional Ecology上，中科院東北地理所博士研究生張雪與國際訪問學者Ayub Oduor博士為共同第一作者，劉艷杰研究員為通訊作者。研究得到了中科院人才項目（Y9B7041001）、中科院東北理所創新團隊項目（2022CXTD01）以及中科院國際人才計劃項目（2021VBB0004）的資助。
論文信息如下：Zhang, X., Oduor, A.M.O. and Liu, Y. (2022), Invasive plants have greater growth than co-occurring natives in live soil subjected to a drought-rewetting treatment. Functional Ecology. doi: 10.1111/1365-2435.14244
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