東北地理所在微塑料多樣性如何影響外來入侵植物與本地植物方面取得新進(jìn)展
????微塑料對(duì)植物造成的生態(tài)后果的不確定性與微塑料和植物種類的不同密切相關(guān)。如果不同類型的微塑料相互作用，那么多種類型微塑料對(duì)植物綜合影響的復(fù)雜性將會(huì)被放大。外來入侵植物通常被認(rèn)為比本地植物更受益于有利的環(huán)境條件，也往往更容易受到惡劣環(huán)境條件的影響。因此，微塑料多樣性可能以不同方式影響外來入侵植物和本地植物的生長表現(xiàn)。基于以上研究背景，我們假設(shè)：（1）如果某些微塑料有利于植物生長，則當(dāng)抽樣效應(yīng)占主導(dǎo)地位時(shí)，外來入侵植物可能比本地植物對(duì)微塑料多樣性的增加做出更有利的反應(yīng)；當(dāng)稀釋效應(yīng)占主導(dǎo)地位時(shí)，外來入侵植物可能比本地植物對(duì)微塑料多樣性的增加做出更不利的反應(yīng)。（2）或者，如果某些微塑料不利于植物生長，則當(dāng)抽樣效應(yīng)占主導(dǎo)地位時(shí)，外來入侵植物可能比本地植物對(duì)微塑料多樣性的增加做出更消極的反應(yīng)；當(dāng)稀釋效應(yīng)占主導(dǎo)地位時(shí)，外來入侵植物可能比本地植物對(duì)微塑料多樣性的增加表現(xiàn)出更小的消極反應(yīng)。（3）如果在微塑料不產(chǎn)生任何影響的情況下，我們認(rèn)為植物的表現(xiàn)將不受微塑料存在和多樣性的影響，而外來入侵植物可能會(huì)比本地物種具有更高的生長表現(xiàn)。
????中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所生物入侵生態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過布設(shè)溫室控制實(shí)驗(yàn)對(duì)上述假設(shè)進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)選取8組同科配對(duì)的外來入侵植物與本地植物，對(duì)其進(jìn)行微塑料多樣性水平（0 vs. 1 vs. 3 vs. 6）的全因子交互處理（圖1）。
圖1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示意圖
????結(jié)果表明：隨土壤中微塑料多樣性增加，微塑料污染對(duì)植物生長的抑制作用逐漸增強(qiáng)，且微塑料多樣性對(duì)外來入侵植物的負(fù)面影響強(qiáng)于本地植物（圖2），這可能與根系分配和根系厚度的變化不同有關(guān)（圖3）；并且，與本地植物不同，無論土壤中是否存在微塑料污染，外來入侵植物都會(huì)比本地植物產(chǎn)生更多生物量。
圖2?微塑料不同多樣性水平下外來入侵植物與本地植物的總生物量
圖3 微塑料多樣性水平下外來入侵植物與本地植物根質(zhì)量分?jǐn)?shù)（a），比根長（b）及根直徑（c）
????此外，通過hierarchical diversity-interaction 模型發(fā)現(xiàn)，微塑料多樣性對(duì)外來入侵植物總生物量的負(fù)面影響既受微塑料性質(zhì)的影響，也受某些類型微塑料的影響，兩者之間存在強(qiáng)烈的配對(duì)相互作用。相比之下，對(duì)本地植物的影響則完全取決于微塑料性質(zhì)（表1）。
表1微塑料性質(zhì)及相互作用下微塑料多樣性對(duì)外來入侵植物和本地植物總生物量的影響
????綜上，該研究表明與本地植物相比，盡管外來入侵物種受到微塑料存在和多樣性的不利影響更大，但在受到微塑料污染的土壤中生長時(shí)，本地植物的生長表現(xiàn)形式仍不會(huì)優(yōu)于外來入侵植物。
????以上研究成果發(fā)表在英國生態(tài)學(xué)會(huì)旗艦期刊Journal of Ecology上，中國科學(xué)院東北地理所助理研究員付巖梅為論文第一作者，劉艷杰研究員為通訊作者。研究得到了中國科學(xué)院人才項(xiàng)目（Y9B7041001）、國家自然科學(xué)基金青年基金（32201341）、吉林省自然科學(xué)基金（YDZJ202301ZYTS342）以及中國科學(xué)院東北地理所創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2022CXTD01）的資助。
????論文信息如下：Yanmei Fu,Mark van Kleunen,Kai Ma,Yanjie Liu* (2024) The more microplastic types pollute the soil,the stronger the growth suppression of invasive alien and native plants. Journal of Ecology. doi: 10.1111/1365-2745.14316.
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