預(yù)測(cè)哪些植物將成為入侵植物的新工具

在世界各地，超過13，000種植物物種已經(jīng)融入新環(huán)境——其中一些與本地植物融合，但其他物種正在積極傳播。理解為什么有些植物會(huì)成為入侵植物，而另一些植物對(duì)保護(hù)世界生物多樣性并不重要。佛蒙特大學(xué)的新研究提供了洞察力，有助于預(yù)測(cè)哪些植物可能被特定的群落入侵。結(jié)果表明，當(dāng)非本地植物具有與本地群落不同的生物學(xué)特性，并且植物的高度可以成為競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)時(shí)，它們更有可能成為入侵物種。

“入侵物種可能會(huì)對(duì)我們的自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞性影響，并造成長(zhǎng)期的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)問題，”該研究的資深作者、UVM植物生物系教授簡(jiǎn)莫洛弗斯基在2018年11月6日出版的《自然通訊》上說?！拔覀兊哪繕?biāo)是利用大數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)技術(shù)，通過比較一系列植物群落中本地和非本地植物的特征，以一種新穎的方式評(píng)估這個(gè)問題。”在UVM國(guó)際合作者團(tuán)隊(duì)的合作下，莫洛夫斯基和他的同事們探索了中歐溫帶六種不同生境類型的1855種本地和非本地植物的生物學(xué)特性差異。在每種生境類型中，作者比較了本地植物和非本地植物的特征。在非本土植物中，他們研究了“馴化”的差異，即它們?cè)谧匀唤缰蟹敝?，不需要人類的直接干預(yù)，但不會(huì)主動(dòng)傳播，而入侵物種則是那些遠(yuǎn)距離傳播，往往會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞的物種。

減少成功，促進(jìn)成功。

在幾乎所有研究的生境中，結(jié)果表明非入侵植物具有與當(dāng)?shù)刂参锶郝湎嗨频奶卣?，如株高、葉片特征和平均種子重量。相比之下，入侵物種似乎具有相似但略有不同的生物特征——它們足夠相似，可以存在于同一棲息地，但又足夠不同，具有獨(dú)特的特征，使它們蓬勃發(fā)展。

例如，與本地物種相比，一些入侵植物的平均水平更高。這一現(xiàn)象表明，一些入侵植物的額外高度使它們更容易獲得光照，并使它們能夠勝過本地植物，傳播更積極。

研究結(jié)果支持了一種新的入侵理論，稱為特征空間邊緣模型，該理論表明，當(dāng)非本地植物共享一組特定的生物特征時(shí)，它們可以與本地植物群落共存，但當(dāng)它們對(duì)本地區(qū)域的適應(yīng)性略有不同時(shí)，它們可以入侵。環(huán)境條件。因此，新引入的物種必須足夠相似，才能在當(dāng)?shù)匚锓N群落中茁壯成長(zhǎng)，但它們的差異可能會(huì)提高它們的入侵成功率。結(jié)果表明，單一且易于測(cè)量的性狀——植物高度——可以作為高度預(yù)測(cè)因子，以確定在特定環(huán)境中哪些植物可能具有入侵性。雖然不同植物群體的預(yù)測(cè)特征可能不同，但研究表明，根除應(yīng)側(cè)重于不同于其本地群落的非本地植物物種。“我們需要新的預(yù)測(cè)工具來幫助制定關(guān)于保護(hù)和生物多樣性的政策和管理決策，”合著者布萊恩貝克格說，他是植物生物學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)系的教授，也是烏夫?qū)h(huán)境研究所的子公司?！拔覀兿Ｍ@個(gè)模型可以作為一個(gè)篩選工具，來確定未來哪些植物的入侵概率最高。”

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