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科研進(jìn)展

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(jìn)展

發(fā)表日期:2023-03-22來源:武漢植物園放大 縮小

  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(jìn)而極易引發(fā)資源波動。“資源波動假說(The fluctuating resource availability hypothesis”指出:當(dāng)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(rèn)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(yuǎn)未達(dá)到飽和,導(dǎo)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(jī)制尚不清楚。 

  中國科學(xué)院武漢植物園入侵生態(tài)學(xué)學(xué)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(jìn)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(jìn)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(jìn)而能夠決定外來植物能否成功入侵。該研究有助于準(zhǔn)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(xué)基金、湖北省自然科學(xué)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(xué)期刊Ecological Applications上發(fā)表。 

  論文鏈接

圖 資源波動改變?nèi)肭种参锏幕プ麝P(guān)系


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