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武漢植物園在資源波動調(diào)控外來植物入侵機制研究中取得新進展
在氣候變化與人類活動持續(xù)加劇的背景下，資源可用性的顯著變化正深刻影響外來植物的入侵過程。傳統(tǒng)觀點認為，資源增加能夠直接促進入侵。然而，越來越多的研究表明，資源變化不僅能直接影響植物，還會通過調(diào)控土壤微生物群落，形成持續(xù)存在的土壤遺留效應。但資源變化如何通過土壤遺留效應影響外來植物入侵，目前尚缺乏系統(tǒng)認識。
中國科學院武漢植物園入侵生態(tài)學團隊通過兩階段溫室控制實驗，系統(tǒng)探究了不同歷史養(yǎng)分條件下土壤真菌群落的變化特征及其對后續(xù)外來植物生長的影響。研究發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)分水平(高營養(yǎng)或低營養(yǎng))和添加方式(恒定添加或波動添加)對土壤真菌群落產(chǎn)生顯著的交互作用，由此形成的真菌遺留效應進一步改變后續(xù)外來植物的生長表現(xiàn)。在低養(yǎng)分條件下，與恒定添加相比，波動添加所產(chǎn)生的真菌遺留效應顯著抑制了外來植物的生物量積累;而在高養(yǎng)分條件下，不同添加方式的遺留效應無顯著差異。進一步分析表明，外來植物的生長響應與第一階段土壤中叢枝菌根真菌(AMF)的相對豐度和豐富度呈正相關，而與真菌病原菌的相關指標無顯著關聯(lián)。該研究強調(diào)，在預測全球變化背景下外來植物入侵風險時，需綜合考慮歷史資源變化及其引發(fā)的土壤遺留效應。研究成果不僅為理解外來植物入侵動態(tài)提供了新視角，也為基于土壤過程的生態(tài)管理策略，尤其是在養(yǎng)分貧瘠生態(tài)系統(tǒng)中的入侵風險評估與防控，提供了重要科學依據(jù)。
相關成果以“Interactions between nutrient levels and fluctuations shape soil fungal legacies and mediate non‐native plant growth”為題，發(fā)表在生態(tài)學期刊《Journal of Ecology》。中國科學院武漢植物園博士研究生秦文超為論文第一作者，黃偉研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃(2024YFF1307500)和國家自然科學基金(32301324、32301471)等項目的資助。
圖1 兩階段植物—土壤反饋實驗示意圖
圖2 不同營養(yǎng)水平與添加方式產(chǎn)生的土壤真菌遺留效應對外來植物生長的影響
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