东北地理所在资源波动对植物入侵影响的土壤微生物调控机制方面获进展
资源波动假说认为，本地植物群落的资源可用性波动可能加剧外来植物的入侵风险。尽管开展了相关研究，但缺乏一致的结论，这或是由于较多研究关注资源波动对外来植物入侵的直接影响，而忽视了其他生物的调控作用。例如，贫瘠土壤中的共生微生物可能对植物互作的影响更大，而在富饶的土壤中，可能是土壤病原菌的影响更为显著。因此，养分变化引发的土壤微生物结构变化可能影响外来植物与本地植物的互作，从而影响外来植物的入侵过程。
中国科学院东北地理与农业生态研究所生物入侵生态学团队开展了多物种的温室盆栽实验，以检验上述假设（图1）。实验中，八种外来入侵植物被置于盆栽中心，与五种不同的本地群落进行竞争。进一步，科研人员对这些盆栽分别进行养分波动（恒定vs.脉冲）×养分可利用性（低vs.高）×土壤微生物（不灭菌vs.灭菌）的全因子处理。
结果表明，在无土壤微生物存在的环境中，低养分水平下的养分波动提高了外来入侵植物的优势度，而高养分水平下养分波动的效应不明显。这可能是低养分水平下的养分波动加剧外来植物与本地植物之间的竞争所造成的。然而，当存在土壤微生物时，低养分水平下的养分波动对外来入侵植物优势度的促进效应不明显，高养分水平下的养分波动反而提高了外来入侵植物的优势度（图2）。土壤微生物群落分析进一步表明，高养分水平下的养分波动增加了病原真菌最主要科、属类群的相对丰度，而低养分水平下的养分波动降低了这些类群的相对丰度（图3）。由于外来植物可能逃逸了部分天敌生物，这种高养分水平下的养分波动引起的病原真菌相对丰度的增加可能进一步抑制本地植物生长，进而促进外来植物在此情境下的入侵。该研究进一步显示，除直接影响外，环境变化可能通过土壤微生物群落的变化间接影响植物入侵。
上述研究是该团队继发现地上植食昆虫调控养分变化对植物入侵的影响之后，在环境变化+营养级生物复合驱动植物入侵研究领域的又一成果，为剖析全球环境变化背景下的植物入侵过程提供了新视角。相关研究成果发表在《生态学》（Ecology）上。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院和东北地理所创新团队项目的支持。
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图1. 实验设计示意图
图2. （a）不同处理组合下非本地植物的地上生物量；（b）本地植物群落地上生物量；（c）非本地植物的地上生物量占比
图3. 不同养分可利用性水平下养分波动对土壤病原真菌和AMF的多样性及相对丰度的影响
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