《武汉植物园在揭示水分胁迫调控营养脉冲对外来植物入侵影响的研究中取得新进展》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2023-03-22
  •   全球变化背景下的资源波动往往促进外来入侵植物的生长,被认为是驱动外来植物成功的关键因素之一(资源波动假说)。由于全球变化和人类活动的干扰,许多生态系统同时经历多种资源的剧烈变化(如营养和水分等)。然而,资源波动对外来植物入侵的影响是否会受到其它资源的调控尚不清楚。

      中国科学院武汉植物园入侵生态学学科组博士研究生Evans O. Otieno以武汉地区6种恶性入侵植物和6种常见本地植物为体系,研究了营养波动和水分胁迫对其生长的影响。研究发现,在水分充足的条件下,相较于营养稳态添加,营养脉冲促进入侵植物的生长,但不影响本地植物的生长。在水分胁迫的条件下,入侵和本地植物的生长均受到抑制。更重要的是,相较于营养稳态添加,营养脉冲对入侵和本地植物的生长均无显著影响。以上研究表明:营养波动对外来入侵植物生长的影响受到其他资源的调控,多种资源同时变化可能对外来植物入侵有复杂的反馈作用。因此,在评估资源波动对外来入侵植物的影响时,将多种资源的变化同时考虑在内显得尤为重要。

      本研究得到了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金和武汉市应用基础前沿计划等的支持。相关研究成果以Effects of nutrient pulses on exotic species shift from positive to neutral with decreasing water availability为题,在生态学期刊Ecological Applications上发表。

  • 原文来源:http://www.whiob.ac.cn/xwdt/kydt/yjjz/202303/t20230322_6705990.html;https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eap.2805
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    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2023-03-22
    •  全球变化背景下环境因子的变化不仅表现为环境平均条件的变化,同时也表现为环境变异性,例如,极端干旱和降雨、热浪、火灾以及肥料从农田生态系统中溢出等事件变得愈发频繁。在全球背景与人为活动干扰下,这些环境因子的发生往往呈现出极大的波动性,进而极易引发资源波动。“资源波动假说(The fluctuating resource availability hypothesis)”指出:当本地植物群落中可利用的资源发生波动时,外来植物更容易成功入侵。近年来的研究逐渐表明:资源波动能够改变本地和入侵植物之间的互作关系,被认为是外来植物能够成功入侵的关键驱动因素之一。随着国际贸易的持续增长和人员交流的日益频繁,外来入侵植物数量仍在不断增加且远未达到饱和,导致许多生境同时被多种外来植物入侵。然而,资源波动如何调控入侵植物间的互作关系及其相关作用机制尚不清楚。   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以武汉地区12种恶性入侵植物为研究体系,通过温室盆栽实验研究了其对营养波动的响应。研究发现,相较于营养稳态添加,营养脉冲对7种入侵植物的生长有明显促进作用(波动敏感型),但不影响另外5种入侵植物的生长(波动不敏感型)。在该结果的基础上,选取了2种波动敏感型(加拿大一枝黄花、苏门白酒草)以及两种波动不敏感型入侵植物(小蓬草、钻叶紫菀)为研究对象,通过田间开放实验和生理测定,研究了营养波动对入侵植物互作关系的调控作用。研究发现,相较于营养稳态添加,营养脉冲促进波动敏感型入侵植物的生长,但抑制波动不敏感型入侵植物的生长。此外,营养脉冲下波动敏感型入侵植物的叶片N含量和株高显著增加,而波动不敏感型入侵植物的叶片N含量无变化,株高则降低。上述结果表明,入侵植物对资源波动的响应是具有高度的物种特异性。更为重要的是,在多种外来植物共同入侵的生境中,资源波动改变入侵植物间的互作关系,进而能够决定外来植物能否成功入侵。该研究有助于准确评估全球变化对外来植物入侵的影响。   本研究得到了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金和武汉市应用基础前沿计划等的支持。相关研究成果以Fluctuations in resource availability shape the competitive balance among non-native plant species为题,在生态学期刊Ecological Applications上发表。
  • 《武汉植物园在揭示继发性入侵机制和动态变化的研究中取得新进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2023-03-22
    •   继发性入侵是指成功控制或根除目标入侵植物后,其他非目标入侵植物占据空生态位,形成入侵的现象。继发性入侵会使生态系统再度面临入侵植物的威胁,致使入侵植物防治失败。然而,继发性入侵的潜在机制以及动态变化过程尚不清楚。   中国科学院武汉植物园入侵生态学科组以恶性入侵植物豚草(Ambrosia artemisiifolia)作为目标入侵植物,以广聚萤叶甲(Ophraella communa)作为豚草的生防昆虫,并选取14种与豚草共存的恶性入侵植物为非目标入侵植物,同时选取4种常见的本地植物构建群落,开展生物防治的同质园控制实验。研究发现,在生物防治目标入侵植物豚草后,非目标入侵植物的继发性入侵普遍存在,且具有明显物种特异性。但是,随着防治时间推移非目标入侵植物的入侵性而不断变化。防治早期:继发性入侵主要由目标和非目标入侵植物之间的系统发育关系决定;防治后期,则由非目标入侵植物自身生长繁殖性状(如比叶面积、叶片干物质含量、株高、种子重量等)所决定。   该研究首次将系统发育相关性和植物性状等入侵生态学相关理论结合,为了解入侵植物防治后的继发性入侵机制与动态,以及提高入侵植物生物防治效率提供新的见解,同时也为预测入侵植物防治后的继发性入侵物种提供理论和实践指导。   研究成果以“Dynamics and mechanisms of secondary invasion following biological control of an invasive plant”为题,在植物学期刊New Phytologist发表。入侵生态学科组博士生沈常超为论文的第一作者,黄伟研究员和陶至彬助理研究员为论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(31822007,32071660)以及湖北省自然科学基金(2020CFA064)的资助。