资源波动假说认为，养分可利用性的增加或养分脉冲能够促进外来植物在本地群落的入侵。的确，许多研究证实了该假说的普适性。但是，外来植物入侵不仅受到这些非生物因子的驱动，还会受到生物因子的调控。例如，天敌逃逸假说指出入侵地天敌的缺失是外来植物成功入侵的一个重要因素。因此，在探索环境变化背景下的外来植物入侵问题时有必要同时考虑生物因子的作用。遗憾的是，这样的研究还相对缺乏。针对这一研究空白，中科院东北地理所生物入侵生态学研究团队刘艳杰研究员指导学生利用多物种控制实验，研究了养分可利用性增加、养分脉冲、及地上昆虫采食对外来植物优势度的影响，揭示了资源脉冲影响外来植物入侵的营养级调控机理。 实验将8种外来植物作为目标种，分别种植在由15种常见本地植物组成的五类群落中。然后将其分别放在养分可利用性（低与高） × 养分脉冲（恒定与脉冲） × 昆虫采食（有与无）的全因子处理下（图一），10周后测定了外来植物和本地植物的生长表现。
图一：实验设计图解。实验处理示意图、实验期间的虫食处理室照片、外来植物和本地植物在花盆内的位置(a);不同养分处理对应的营养液供给量(b)。在低养分水平和高养分水平处理下，恒定的养分添加与脉冲式养分添加在整个生长季获得的养分总量相同。
研究结果表明：在低养分水平且不存在昆虫采食的情况下，养分脉冲能够提高外来植物在入侵群落中的优势度，然而昆虫采食逆转了养分脉冲对植物入侵的促进作用。该研究揭示更高营养级的存在可以调控资源波动对外来植物入侵的影响，对生物入侵生态学领域内重要理论“资源波动假说”提出挑战，未来研究应该同时关注生物因子和非生物因子对植物入侵的耦合效应。本研究对准确理解全球变化背景下外来植物入侵风险具有重要意义。
图二：在两种养分有效性（低与高）、两种养分波动（持续与脉冲）和两种昆虫采食处理（有与无）组合下，外来目标物种（a）和本地群落（b）的生物量以及外来目标物种在群落中的生物量占比（c）。
研究成果于近期发表在英国生态学会经典期刊Functional Ecology上。中国科学院东北地理与农业生态研究所博士研究生李艳君为第一作者，刘艳杰研究员为通讯作者。
该研究得到了中国科学院率先行动青年人才项目（Y9B7041001）资助。
论文信息如下：
Li Y., Gao Y., van Kleunen M. & Liu Y.* (2022) Herbivory may mediate the effects of nutrients on the dominance of alien plants. Functional Ecology, https://doi.org/10.1111/1365-2435.14019.
