武汉植物园在“多样性-入侵性”研究中取得新进展

　　

外来生物入侵性和入侵群落多样性密切相关。多样性阻抗假说认为生物多样性较高的群落能够更好地抵御外来生物入侵。这通常归因于生物多样性较高的群落往往能够更充分地利用群落中的资源，进而导致群落中的可利用的资源较少。然而，本地生物多样性是否能够通过改变生物环境，进而影响外来生物入侵尚不清楚。此外，随着气候变化的加剧，生物多样性正以惊人的速度丧失，这使得外来生物入侵问题可能会愈加严峻。因此，探讨“多样性-入侵性”的生物驱动机制及其对气候变化的响应，具有重要的科学价值和现实紧迫性。

本研究选取了10种入侵植物和10种本地植物，开展了一项两阶段的植物-土壤反馈实验，并在土壤培育（前期水分处理）和反馈阶段（后期水分处理）分别进行了水分调控。研究表明：在前期非水分胁迫条件下，多样性较高的群落产生的土壤微生物抑制入侵植物的生长；但在前期水分胁迫条件下，多样性较高的群落产生的土壤微生物则促进入侵植物的生长。这可能是由于本地植物多样性通过调节从枝菌根真菌（AMF）多样性所介导的。此外，在后期水分胁迫下，不同植物多样性所产生的土壤微生物与入侵植物的生长表现无显著相关性。

以上结果揭示了“多样性-入侵性”相互作用的土壤微生物机制，以及环境胁迫及其作用时间的调控效果，这为深入理解外来生物入侵性和本地群落可入侵性的耦合关系及其动态变化提供了新的视角。相关研究结果以“Native plant diversity generates microbial legacies that either promote or suppress non-natives, depending on drought history”为题，发表在生态学期刊《Ecology Letters》。中国科学院武汉植物园入侵生态学学科组陶至彬助理研究员为论文第一作者，黄伟研究员为论文的通讯作者。美国蒙大拿大学Ragan M. Callaway教授、美国莱斯大学Evan Siemann教授、中国科学院东北地理研究所刘艳杰研究员参与了该项研究工作。本研究工作得到国家自然科学基金、武汉市曙光计划科研启动经费的资助。

图1. 两阶段植物-土壤反馈实验示意图

图2. 不同水分处理下土壤微生物介导的多样性-入侵性关系

论文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ele.14504