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。
图 资源波动改变入侵植物的互作关系
