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资源波动与外来植物入侵

发布时间:2020-12-22
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资源波动能够影响养分的可利用性,资源波动假说认为资源波动能够促进外来植物入侵,因为外来入侵植物利用波动资源的能力比本地植物强。为了验证资源波动和外来植物入侵的关系,我们分别在个体和群落水平上开展了相关的研究。
在个体水平上,以外来入侵植物飞机草为材料,设置养分和光照两个资源波动处理条件,利用盆栽实验,选取与飞机草有共同分布区的常见本地植物黄蜀葵和苍耳为竞争对象来验证资源波动与飞机草入侵的关系。结果表明,在竞争条件下,飞机草比两种本地植物具有明显的优势,但在单种条件下,优势不明显。当与黄蜀葵竞争时,在相同光照条件下,养分波动(养分突然增加)大都会增加飞机草的优势;在相同的养分条件下,光强正向波动(光照强度增加)和负向波动(光照强度减弱)大都会增强飞机草的竞争优势。但当与苍耳竞争时,恒定光照条件下,养分波动会增强飞机草的竞争性;光强负向波动条件下,养分波动会降低飞机草的竞争性;光强正向波动条件下,养分波动对飞机草的竞争性无影响。这说明资源波动条件下,飞机草的相对竞争力与竞争对象有关,与黄蜀葵竞争时飞机草的竞争性强于与苍耳竞争时,这可能时因为苍耳利用波动资源的能力强于黄蜀葵。这说明资源波动对外来入侵植物的影响与竞争对象有关。相关研究结果发表在Acta Oecologica (102: 103507)上。
在群落水平上,群落中的物种丰富度和养分可利用性与外来植物能否成功入侵都有直接的关系。生物阻抗假说认为本地物种丰富度越高的群落越不容易被外来植物入侵,因为本地物种丰富度高的群落对资源利用充分,留给外来入侵植物的可利用资源较少。群落内的物种组成以及物种丰富度会不会影响资源波动的效应?我们以外来入侵植物飞机草为研究对象,用原产地(拉美地区)和入侵地(中国)的本地植物为材料在同质种植园内构建了315个不同物种丰富度的人工群落,并施加不同的养分波动处理,来验证资源波动与生物阻抗假说内在的联系。研究发现,在入侵地物种组成的群落内,资源波动促进了飞机草的入侵;而在原产地物种组成的群落内,资源波动反而降低了飞机草的入侵成功率。在物种丰富度高的群落,资源波动的效应弱于在物种丰富度低的群落。研究结果表明,资源波动假说更适合解释入侵地物种丰富度低的植物群落内外来植物的入侵现象。相关研究结果发表在Environmental and Experimental Botany(178, 104193)上.
这些研究结果不仅具有重要的理论意义,对于飞机草未来分布范围的预测和防控也具有很强的指导价值。

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