黎绍鹏研究员课题组在《Ecology Letters》上揭示生物多样性在氮富集背景下依旧有效地抵御外来植物入侵

前言

外来生物入侵、生物多样性丧失和全球气候变化是当前人类社会面临的日益严峻的生态环境问题。1958年，“入侵生态学之父”Charles Elton提出了著名的生物抵抗假说（biotic resistance hypothesis），指出多样性越高的生态系统能够更好地抵御生物入侵。但是全球气候变化因子是否会削弱生物多样性抵御生物入侵的能力，学界依旧存在广泛争议。

近日，生态学权威期刊Ecology Letters在线刊登了生态与环境科学学院黎绍鹏团队与中美研究机构的合作研究成果。该研究发现在氮富集这一全球变化的背景下，本地物种的生物多样性依旧能够有效地抵御外来生物入侵，且其抵御入侵的能力并没有随着氮素添加的提高而被削弱。研究进一步表明，生物多样性主要是通过提高本地群落的功能性状多样性、资源利用保守型性状的均值和生物量来抑制入侵种的生长表现，为从功能性状角度揭示生物多样性和生物入侵的关系提供了重要思路。

主要结果

本研究以外来种豚草（Ambrosia artemisiifolia L.）作为模式入侵植物，通过控制本地群落的生物多样性和氮添加的梯度，开展了为期4年的控制性草地实验。结果发现，无论有无氮添加，入侵种的生物量均和本地群落的丰富度呈现显著的负相关关系。这一研究结果得到了整合分析（meta-analysis）的证实，即氮富集没有改变多样性和群落可入侵性的负相关关系。

        该研究进一步发展了基于物种系统发育和功能性状来理解生物多样性-生物入侵关系的研究框架。通过综合考虑外来种-本地群落的系统发育和功能性状差异，以及本地群落的系统发育和功能性状结构，进而间接地拆分生态位互补和取样效应的相对贡献。结果表明，入侵种与本地群落的系统发育和功能性状差异对入侵种生物量的影响不显著。多样性主要通过提高本地群落功能多样性、具有资源利用保守型性状物种的优势度和生物量来降低入侵种的生长表现。因此，在氮添加的条件下，生态位互补和选择效应对于抵御外来生物入侵均发挥重要作用。

        这一结果揭示了在全球变化背景下，保护生物多样性可能依旧是防控外来生物入侵的有效途径。该研究也呼吁未来需要更多地从外来种-本地群落的生态差异性，以及本地群落的系统发育和性状结构出发，揭示不同全球变化背景下生物多样性-生物入侵关系的驱动因素，进而为合理的配置本地群落来治理生物入侵提供理论指导。

作者介绍

华东师范大学生态与环境科学学院黎绍鹏研究员为论文第一作者，华南师范大学李金天教授和佐治亚理工学院蒋林教授为通讯作者。合作者包括华南师范大学束文圣教授和贾璞博士、密苏里大学吴颖彤同学和兰州大学刘向博士。生物多样性与生物入侵研究组范舒雅同学、孟亚妮同学和李越同学参与了该项研究工作。本研究得到了国家自然科学基金和上海市青年科技启明星计划等项目的资助。

文案|李   越

图片|李   越