Ecology Letters | 入侵-多样性-生产力悖论：植物入侵降低多样性但提高生产力-程序员宅基地

解决植物多样性产生更大生物量/生产力的机制一直是植物生态学的核心问题之一。然而诸多研究发现，当考虑本地物种时，净初级生产力(NPP)随着物种丰富度的增加而增加（Nature Communications | 新方法！新结论！植物多样性增加导致生态系统生产力下降；Ecology Letters 最新方法文章 | 将生物多样性对生产力的影响划分为密度和大小两个分量；Nature 正刊重磅！树木多样性促进了天然林土壤碳氮的固存；Nature Geoscience 最新文章解码自然的气候护盾！植物多样性增强草地土壤温度稳定性）。然而，这种关系可能会被外来(非本地)物种所改变，这些物种被假设会降低丰富度但提高生产力(即“入侵-多样性-生产力悖论”)。

基于此，美国爱荷华州立大学Brian Wilsey教授团队等利用三个数据集验证了本土占主导地位的草原和外来占主导地位的草原的丰富度- NPP关系不同的假设。第一个是对美国高草草原地区21个本土主导和21个外来主导的地点进行比较研究。本文比较了本地和外来样地的NPP(群落类型-分类变量)，并对物种丰富度(每个样地的物种数量作为连续变量)进行了回归，比较了本地和外来样地的斜率(即群落类型×丰富度相互作用)。第二个和第三个数据集是两个实验，使用配对物种方法比较本地和外来群落(图1)，根据系统发育和功能群对本地和外来物种进行配对。在所有三项研究中，地上NPP都是使用峰值生物量修剪来测量的，而地下NPP使用无根土壤使用根向生长芯来测量的。

基于一项大规模对比研究和两项小规模实验研究的结果有力地支持了入侵-多样性-生产力悖论：NPP与丰富度之间存在显著的正相关关系，而在外来物种占主导地位的样地之间没有相关关系。实验研究的外来入侵物种使植物物种丰富度较初始值降低，且最终丰富度远低于本地群落样地。然而，这种丰富度差异对外来样地的初级生产力影响不大，NPP在所有物种丰富度水平上保持一致。在外来物种占主导地位的情况下，至少有三种机制可能导致多样性- NPP没有相关关系。第一种机制是生态位分离（niche partitioning），而这种影响在入侵物种中有所减弱。时间生态位分离，即物种组成在一年内跨季节的更替，在本地群落中高于入侵群落。第二种机制是促进性降低（reduced facilitation），这可能会随着本地而非入侵地点的丰富度而增加。第三种机制为土壤病原体和植物-土壤反馈有关。如果土壤病原体降低了低丰富度本地样地的NPP，那么植物-土壤反馈可能会增加入侵物种的NPP，从而促进高产的单一物种生长，并且在入侵样地中NPP与丰富度之间总体上没有关系。

本研究结果表明，丰富度-生产力关系依赖于环境，并取决于是否考虑了本地或外来植物物种。由非本地物种组成的新生态系统取代了本地主导的草原，正在改变生物多样性-生态系统的功能。综上所述，这些综合研究表明，外来物种正在“打破规则”，在入侵后改变了丰富度-生产力关系和生产力-土壤C关系。

图1 沿纬度梯度的42个样地的净初级生产力和物种丰富度关系

图2 地下NPP(上图)和总NPP(下图)与物种丰富度之间的关系

原文链接 ↓

https://doi.org/10.1111/ele.14342

本文链接：https://blog.csdn.net/stxz2020/article/details/136826194

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