卢新民课题组揭示生物地理尺度多类群生物对物种入侵的非对称响应

　　

明确外来物种入侵生态学效应是入侵生物学领域研究的一个核心科学问题，也是制定防控策略的基础。不同生物群落（如植物、土壤微生物和地表节肢动物群落）往往形成复杂的相互作用网络、且呈现出一定的生物地理格局。然而，大量研究仅探讨了外来物种入侵对单一地点生物群落的影响、或在不同地理尺度外来物种入侵对单一生物类群的影响。这类研究的结果可能低估了植物入侵的综合生态效应，导致我们缺乏对物种入侵生态效应的全面理解。

有鉴于此，课题组沿1700公里纬度带的124个样点开展野外调查，探讨了喜旱莲子草入侵对植物、土壤真菌和地上节肢动物群落多样性和组成的影响及其纬度变化规律。发现喜旱莲子草的入侵降低了植物群落β多样性、提高了土壤腐生真菌群落β多样性，而对地上节肢动物群落β多样性影响无显着。成对入侵和非入侵样地间植物和地上节肢动物群落组成的差异随纬度升高未表现出明显的变化趋势，但成对入侵和非入侵样地间土壤真菌(尤其是致病真菌)群落组成的差异随纬度升高而升高。采用结构方程模型阐释了潜在驱动机制（图1）。沿纬度梯度地上地下生物群落对外来物种入侵的差异响应可能打破地上地下生物间相互作用，影响后期物种入侵和生态系统功能。因此，基于单一地点或单一生物群落的研究低估了物种入侵的生态学效应，有必要在生物地理框架下综合评估物种入侵对多类群生物及其生物作用网络的影响。

图 1. 喜旱莲子草入侵对植物、土壤真菌和地上节肢动物群落影响的纬度格局形成机制。

此外，课题组选取20种本土和外来植物的叶片开展了凋落物分解实验。发现，仅在入侵物种驯化土壤中，入侵植物凋落物（干物质含量较低）的分解速度快于本地植物，这可能与入侵土壤中真菌丰富度较低有关。本地植物叶片在入侵物种驯化土壤中分解速度明显低于在本地物种驯化土壤中的分解速度。这一发现表明入侵植物可以通过改变地上凋落物质量和土壤特性来影响凋落物分解，为揭示植物入侵对生态系统养分循环的影响机制等提供了重要见解。

成果于近期发表于国际经典生态学杂志Journal of Ecology和Plant and soil。课题组已毕业博士高伦伦，硕士范丰岩和博士生何一凡为Journal of Ecology文章共同第一作者，英国曼彻斯特大学Richard D. Bardgett教授参与了文章撰写，卢新民教授和刘晓艳副教授为共同通讯作者；博士生何一凡为Plant and soil 文章第一作者，美国莱斯大学Evan Siemann教授参与了文章的修改和数据分析, 卢新民教授为唯一通讯作者。上述研究获得国家自然科学基金、科技部重点专项和中央高校基础科研经费等项目资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1111/1365-2745.14398

https://doi.org/10.1007/s11104-024-07078-8