梁子湖国家站范书锋讲师揭示生物多样性和气候变化的相关性

　　10月1日，生物多样性领域权威期刊《Diversity and distributions》在线发表了武汉大学生命科学学院、梁子湖生态站生物入侵课题组的研究论文，揭示了气候条件、天敌引入和外来种之间的相互作用如何影响外来种的分布。

　　论文题为“Effects of different scenarios of temperature rise and biological control agents on interactions between two noxious invasive plants”（《不同升温方案和生物控制对两种恶性入侵植物相互作用的影响》），生命科学学院2017级博士研究生张晓亮为第一作者，刘春花教授和范书锋为共同通讯作者，武汉大学为第一作者单位。

　　生物入侵对生态系统和社会经济活动造成极大的危害，对外来种入侵机制的主要集中在外来种如何适应入侵地的环境以及与入侵地乡土种之间的互作。但是随着越来越多的外来种进入和其生物控制天敌被引入，多外来种共同入侵的现象越来越普遍，因此外来种之间的相互作用对外来种的建群、扩张等过程影响越来越重要。课题组对我国危害最严重的两种水生植物入侵种（凤眼莲和喜旱莲子草）在全国范围内进行群落调查，在四年内共调查了1866个样方，发现二者的种群分布呈现“互补”的模式，在北方喜旱莲子草入侵严重，而在南方凤眼莲入侵严重。

　　为了揭示这种分布模式形成的原因，课题组同时在辽宁、河南、湖北和海南开展同质园实验研究不同增温方案（一般和极端增温）和生物控制下凤眼莲和喜旱莲子草的种间互作。结果显示两种植物和其专食性天敌在温暖气候下均表现出更强的种群性能；在凤眼莲的竞争和天敌（莲草直胸跳甲）的牧食压力下，喜旱莲子草的种群受到了抑制；但是喜旱莲子草的竞争和专食性天敌（凤眼莲象甲）的牧食却没有对凤眼莲的种群造成影响；只有在极端增温条件下凤眼莲的种群性能才有所降低，但是其在与喜旱莲子草的竞争中依然处于优势地位。说明喜旱莲子草在中国南方地区种群较小是因为凤眼莲的竞争和专食性天敌牧食压力共同造成的；因为凤眼莲和喜旱莲子草专食性天敌不能在北方低温下越冬，所以喜旱莲子草在北方地区其种群较大。在全球变暖的背景下，随着凤眼莲和莲草直胸跳甲分布范围北扩，喜旱莲子草在北方地区的种群规模将会被压制，但是其分布范围也会向更高维度扩张。

　　本研究表明，来自同一营养级外来物种的竞争和更高营养级的外来捕食者都会影响某一外来种的入侵和种群扩张，因此在预测外来种入侵和分布时不仅要考虑本地环境和生物因子，还需要考虑气候变化和外来种之间的相互关系。同时也说明引入天敌并不能完全控制入侵种，不是所有的入侵种都能被其专食性天敌控制；在多外来种同时入侵的背景下，天敌引入只会加速一种入侵种对另一入侵种的取代。对入侵种的控制应该采取乡土植被修复重建、环境因子调控、生物控制、机械打捞等相结合的系统性方案。

　　去年该杂志还报道了梁子湖生态站与巴西学者合作的另一研究结果，范书锋老师带领吕田博士和杨磊博士研究了凤眼莲对入侵地生物多样性的影响。这两项研究都得到了国家水污染防治重大科技专项（2015ZX07503-005）和国家自然科学基金(31500295)的资助。

　　论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/ddi.13406