梁子湖國家站范書鋒講師揭示生物多樣性和氣候變化的相關性
10月1日，生物多樣性領域權威期刊《Diversity and distributions》在線發(fā)表了武漢大學生命科學學院、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、天敵引入和外來種之間的相互作用如何影響外來種的分布。
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兩種惡性入侵植物相互作用的影響》），生命科學學院2017級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，武漢大學為第一作者單位。
生物入侵對生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟活動造成極大的危害，對外來種入侵機制的主要集中在外來種如何適應入侵地的環(huán)境以及與入侵地鄉(xiāng)土種之間的互作。但是隨著越來越多的外來種進入和其生物控制天敵被引入，多外來種共同入侵的現(xiàn)象越來越普遍，因此外來種之間的相互作用對外來種的建群、擴張等過程影響越來越重要。課題組對我國危害最嚴重的兩種水生植物入侵種（鳳眼蓮和喜旱蓮子草）在全國范圍內(nèi)進行群落調查，在四年內(nèi)共調查了1866個樣方，發(fā)現(xiàn)二者的種群分布呈現(xiàn)“互補”的模式，在北方喜旱蓮子草入侵嚴重，而在南方鳳眼蓮入侵嚴重。
為了揭示這種分布模式形成的原因，課題組同時在遼寧、河南、湖北和海南開展同質園實驗研究不同增溫方案（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)出更強的種群性能；在鳳眼蓮的競爭和天敵（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爭和專食性天敵（鳳眼蓮象甲）的牧食卻沒有對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爭中依然處于優(yōu)勢地位。說明喜旱蓮子草在中國南方地區(qū)種群較小是因為鳳眼蓮的競爭和專食性天敵牧食壓力共同造成的；因為鳳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，喜旱蓮子草在北方地區(qū)的種群規(guī)模將會被壓制，但是其分布范圍也會向更高維度擴張。
本研究表明，來自同一營養(yǎng)級外來物種的競爭和更高營養(yǎng)級的外來捕食者都會影響某一外來種的入侵和種群擴張，因此在預測外來種入侵和分布時不僅要考慮本地環(huán)境和生物因子，還需要考慮氣候變化和外來種之間的相互關系。同時也說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；在多外來種同時入侵的背景下，天敵引入只會加速一種入侵種對另一入侵種的取代。對入侵種的控制應該采取鄉(xiāng)土植被修復重建、環(huán)境因子調控、生物控制、機械打撈等相結合的系統(tǒng)性方案。
去年該雜志還報道了梁子湖生態(tài)站與巴西學者合作的另一研究結果，范書鋒老師帶領呂田博士和楊磊博士研究了鳳眼蓮對入侵地生物多樣性的影響。這兩項研究都得到了國家水污染防治重大科技專項（2015ZX07503-005）和國家自然科學基金(31500295)的資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/ddi.13406
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