【研究进展】储诚进教授团队发现植物入侵性的影响因素随入侵阶段改变而改变

       生物入侵对自然生态系统和人类经济生产都造成了巨大的影响，什么样的外来种会转变为入侵种并造成严重危害？鉴于影响外来植物入侵性有诸多可能因素，例如植物的功能性状、起源地、以及引入历史等(图1)，比较具有不同程度入侵性的外来物种之间的区别，是探究这个问题的一个有效的方法。传统的大尺度入侵性研究往往只比较外来归化非入侵种（已经在引入地定殖但没有扩散的外来种）和入侵种（已经在引入地定殖并扩散、造成危害的外来物种）之间的区别，但忽视了入侵种之间也会有入侵性的区别：有的入侵种扩散到广大的区域并对入侵的生态系统造成严重危害（例如互花米草），但有的入侵种扩散范围较小，并对入侵的生态系统影响不大。入侵成功（invasion success, 外来归化种成功转为入侵种）的影响因素是否同于入侵种入侵危害程度的影响因素 (图1)？

图1. 研究框架图 – 入侵性的影响因素是否会随着入侵阶段改变而改变？

       储诚进教授团队首先使用Boosted regression tree（BRT,一种机器学习的回归方法）比较了中国272种外来归化植物与266种入侵植物的区别。研究发现影响入侵成功四个最重要的影响因素为外来种的全球归化范围大小、最小定殖时间、生活型、以及起源地（图2a）。具体来说，全球归化范围越大的外来种越容易转为入侵种，与此同时拥有更短的引入时间（更大的最小定殖时间），更短的生活史周期（一年或两年生草本），以及起源于北美和非洲的外来种更容易从引入地扩散转为入侵种。

       接着研究对266种入侵种进行了比较，包括入侵种入侵范围大小（入侵的县级行政区数目）以及入侵危害程度（是否对入侵地造成了严重危害）。研究发现入侵范围大小与入侵成功有着类似的影响因素（图2b）：全球归化范围越大的入侵种在中国有着越大的入侵范围，同时具有更短生活史周期，更久引入时间的入侵种也倾向入侵更多的地区。另一方面，研究发现入侵种的危害程度与入侵成功有着完全不同的影响因素：起源于美洲地区（广布在北美与南美地区），具有更大植株高度，更大种子质量的入侵种更容易造成严重危害；相反，入侵种的全球归化范围、引入时间则与入侵危害程度的关联不明显。

       这些结果表明，广布的、具有较短生活史周期和具有更长引入时间的外来植物可能更容易转为入侵种并入侵到广大的区域 —快速进化以及种群扩散可能在入侵成功与入侵范围中起到决定性作用。但入侵危害程度则取决于不同因素 —植株更高种子更大的入侵植物会对本地生态系统造成更大危害，这说明物种竞争能力可能在决定入侵危害程度中起到更大作用。

图2. 不同入侵性的影响因素

      近日，研究成果以“Invasion success and impacts depend on different characteristics in non-native plants”在国际保育生物地理学期刊Diversity and Distributions发表。储诚进教授团队方素琴课题组2015级硕士研究生倪明(现于加拿大舍布鲁克大学攻读博士学位)为本论文的第一作者，方素琴副教授为论文的通讯作者。中山大学有害生物控制与资源利用国家重点实验室为该成果的第一完成单位。本研究得到了国家自然科学基金面上项目和广东省自然科学基金面上项目等基金支持。

       原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ddi.13267