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在氣候變化與人類(lèi)活動(dòng)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(lái)植物的入侵過(guò)程。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，資源增加能夠直接促進(jìn)入侵。然而，越來(lái)越多的研究表明，資源變化不僅能直接影響植物，還會(huì)通過(guò)調(diào)控土壤微生物群落，形成持續(xù)存在的土壤遺留效應(yīng)。但資源變化如何通過(guò)土壤遺留效應(yīng)影響外來(lái)植物入侵，目前尚缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

中國(guó)科學(xué)院武漢植物園入侵生態(tài)學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)兩階段溫室控制實(shí)驗(yàn)，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(duì)后續(xù)外來(lái)植物生長(zhǎng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)分水平(高營(yíng)養(yǎng)或低營(yíng)養(yǎng))和添加方式(恒定添加或波動(dòng)添加)對(duì)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(yīng)進(jìn)一步改變后續(xù)外來(lái)植物的生長(zhǎng)表現(xiàn)。在低養(yǎng)分條件下，與恒定添加相比，波動(dòng)添加所產(chǎn)生的真菌遺留效應(yīng)顯著抑制了外來(lái)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(yīng)無(wú)顯著差異。進(jìn)一步分析表明，外來(lái)植物的生長(zhǎng)響應(yīng)與第一階段土壤中叢枝菌根真菌(AMF)的相對(duì)豐度和豐富度呈正相關(guān)，而與真菌病原菌的相關(guān)指標(biāo)無(wú)顯著關(guān)聯(lián)。該研究強(qiáng)調(diào)，在預(yù)測(cè)全球變化背景下外來(lái)植物入侵風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，需綜合考慮歷史資源變化及其引發(fā)的土壤遺留效應(yīng)。研究成果不僅為理解外來(lái)植物入侵動(dòng)態(tài)提供了新視角，也為基于土壤過(guò)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(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防控，提供了重要科學(xué)依據(jù)。

相關(guān)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(xué)期刊《Journal of Ecology》。中國(guó)科學(xué)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2024YFF1307500)和國(guó)家自然科學(xué)基金(32301324、32301471)等項(xiàng)目的資助。

圖1 兩階段植物—土壤反饋實(shí)驗(yàn)示意圖

圖2 不同營(yíng)養(yǎng)水平與添加方式產(chǎn)生的土壤真菌遺留效應(yīng)對(duì)外來(lái)植物生長(zhǎng)的影響