梁子湖國(guó)家站范書鋒講師揭示生物多樣性和氣候變化的相關(guān)性
10月1日，生物多樣性領(lǐng)域權(quán)威期刊《Diversity and distributions》在線發(fā)表了武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、梁子湖生態(tài)站生物入侵課題組的研究論文，揭示了氣候條件、天敵引入和外來(lái)種之間的相互作用如何影響外來(lái)種的分布。
論文題為“Effects of different scenarios of temperature rise and biological control agents on interactions between two noxious invasive plants”（《不同升溫方案和生物控制對(duì)兩種惡性入侵植物相互作用的影響》），生命科學(xué)學(xué)院2017級(jí)博士研究生張曉亮為第一作者，劉春花教授和范書鋒為共同通訊作者，武漢大學(xué)為第一作者單位。
生物入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)造成極大的危害，對(duì)外來(lái)種入侵機(jī)制的主要集中在外來(lái)種如何適應(yīng)入侵地的環(huán)境以及與入侵地鄉(xiāng)土種之間的互作。但是隨著越來(lái)越多的外來(lái)種進(jìn)入和其生物控制天敵被引入，多外來(lái)種共同入侵的現(xiàn)象越來(lái)越普遍，因此外來(lái)種之間的相互作用對(duì)外來(lái)種的建群、擴(kuò)張等過(guò)程影響越來(lái)越重要。課題組對(duì)我國(guó)危害最嚴(yán)重的兩種水生植物入侵種（鳳眼蓮和喜旱蓮子草）在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行群落調(diào)查，在四年內(nèi)共調(diào)查了1866個(gè)樣方，發(fā)現(xiàn)二者的種群分布呈現(xiàn)“互補(bǔ)”的模式，在北方喜旱蓮子草入侵嚴(yán)重，而在南方鳳眼蓮入侵嚴(yán)重。
為了揭示這種分布模式形成的原因，課題組同時(shí)在遼寧、河南、湖北和海南開展同質(zhì)園實(shí)驗(yàn)研究不同增溫方案（一般和極端增溫）和生物控制下鳳眼蓮和喜旱蓮子草的種間互作。結(jié)果顯示兩種植物和其專食性天敵在溫暖氣候下均表現(xiàn)出更強(qiáng)的種群性能；在鳳眼蓮的競(jìng)爭(zhēng)和天敵（蓮草直胸跳甲）的牧食壓力下，喜旱蓮子草的種群受到了抑制；但是喜旱蓮子草的競(jìng)爭(zhēng)和專食性天敵（鳳眼蓮象甲）的牧食卻沒(méi)有對(duì)鳳眼蓮的種群造成影響；只有在極端增溫條件下鳳眼蓮的種群性能才有所降低，但是其在與喜旱蓮子草的競(jìng)爭(zhēng)中依然處于優(yōu)勢(shì)地位。說(shuō)明喜旱蓮子草在中國(guó)南方地區(qū)種群較小是因?yàn)轼P眼蓮的競(jìng)爭(zhēng)和專食性天敵牧食壓力共同造成的；因?yàn)轼P眼蓮和喜旱蓮子草專食性天敵不能在北方低溫下越冬，所以喜旱蓮子草在北方地區(qū)其種群較大。在全球變暖的背景下，隨著鳳眼蓮和蓮草直胸跳甲分布范圍北擴(kuò)，喜旱蓮子草在北方地區(qū)的種群規(guī)模將會(huì)被壓制，但是其分布范圍也會(huì)向更高維度擴(kuò)張。
本研究表明，來(lái)自同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)外來(lái)物種的競(jìng)爭(zhēng)和更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的外來(lái)捕食者都會(huì)影響某一外來(lái)種的入侵和種群擴(kuò)張，因此在預(yù)測(cè)外來(lái)種入侵和分布時(shí)不僅要考慮本地環(huán)境和生物因子，還需要考慮氣候變化和外來(lái)種之間的相互關(guān)系。同時(shí)也說(shuō)明引入天敵并不能完全控制入侵種，不是所有的入侵種都能被其專食性天敵控制；在多外來(lái)種同時(shí)入侵的背景下，天敵引入只會(huì)加速一種入侵種對(duì)另一入侵種的取代。對(duì)入侵種的控制應(yīng)該采取鄉(xiāng)土植被修復(fù)重建、環(huán)境因子調(diào)控、生物控制、機(jī)械打撈等相結(jié)合的系統(tǒng)性方案。
去年該雜志還報(bào)道了梁子湖生態(tài)站與巴西學(xué)者合作的另一研究結(jié)果，范書鋒老師帶領(lǐng)呂田博士和楊磊博士研究了鳳眼蓮對(duì)入侵地生物多樣性的影響。這兩項(xiàng)研究都得到了國(guó)家水污染防治重大科技專項(xiàng)（2015ZX07503-005）和國(guó)家自然科學(xué)基金(31500295)的資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/ddi.13406
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