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武漢植物園在揭示資源波動調(diào)節(jié)入侵植物互作關(guān)系的研究中取得新進展
全球變化背景下環(huán)境因子的變化不僅表現(xiàn)為環(huán)境平均條件的變化，同時也表現(xiàn)為環(huán)境變異性，例如，極端干旱和降雨、熱浪、火災(zāi)以及肥料從農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中溢出等事件變得愈發(fā)頻繁。在全球背景與人為活動干擾下，這些環(huán)境因子的發(fā)生往往呈現(xiàn)出極大的波動性，進而極易引發(fā)資源波動。“資源波動假說(The fluctuating resource availability hypothesis)”指出：當本地植物群落中可利用的資源發(fā)生波動時，外來植物更容易成功入侵。近年來的研究逐漸表明：資源波動能夠改變本地和入侵植物之間的互作關(guān)系，被認為是外來植物能夠成功入侵的關(guān)鍵驅(qū)動因素之一。隨著國際貿(mào)易的持續(xù)增長和人員交流的日益頻繁，外來入侵植物數(shù)量仍在不斷增加且遠未達到飽和，導致許多生境同時被多種外來植物入侵。然而，資源波動如何調(diào)控入侵植物間的互作關(guān)系及其相關(guān)作用機制尚不清楚。
中國科學院武漢植物園入侵生態(tài)學學科組陶至彬助理研究員以武漢地區(qū)12種惡性入侵植物為研究體系，通過溫室盆栽實驗研究了其對營養(yǎng)波動的響應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，相較于營養(yǎng)穩(wěn)態(tài)添加，營養(yǎng)脈沖對7種入侵植物的生長有明顯促進作用(波動敏感型)，但不影響另外5種入侵植物的生長(波動不敏感型)。在該結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取了2種波動敏感型(加拿大一枝黃花、蘇門白酒草)以及兩種波動不敏感型入侵植物(小蓬草、鉆葉紫菀)為研究對象，通過田間開放實驗和生理測定，研究了營養(yǎng)波動對入侵植物互作關(guān)系的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn)，相較于營養(yǎng)穩(wěn)態(tài)添加，營養(yǎng)脈沖促進波動敏感型入侵植物的生長，但抑制波動不敏感型入侵植物的生長。此外，營養(yǎng)脈沖下波動敏感型入侵植物的葉片N含量和株高顯著增加，而波動不敏感型入侵植物的葉片N含量無變化，株高則降低。上述結(jié)果表明，入侵植物對資源波動的響應(yīng)是具有高度的物種特異性。更為重要的是，在多種外來植物共同入侵的生境中，資源波動改變?nèi)肭种参镩g的互作關(guān)系，進而能夠決定外來植物能否成功入侵。該研究有助于準確評估全球變化對外來植物入侵的影響。
本研究得到了國家自然科學基金、湖北省自然科學基金和武漢市應(yīng)用基礎(chǔ)前沿計劃等的支持。相關(guān)研究成果以Fluctuations in resource availability shape the competitive balance among non-native plant species為題，在生態(tài)學期刊 Ecological Applications 上發(fā)表。
圖 資源波動改變?nèi)肭种参锏幕プ麝P(guān)系
入侵生態(tài)學學科組
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