归化的外来植物和本地植物对本地土壤生物区系和干旱的不同反应

IF 4.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Functional Ecology Pub Date : 2024-08-28 DOI:10.1111/1365-2435.14643

Hannah K. Ruppert, Mark van Kleunen, Rutger A. Wilschut

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摘要

陆地植物群落经常受到外来物种的入侵，外来物种可能得益于高生长率、强大的表型可塑性以及当地土壤群落负面影响的减少。与此同时，陆地群落越来越频繁地面临干旱期。然而，人们对干旱如何直接影响外来植物与本地植物之间的竞争，以及如何通过改变土壤群落对植物表现的影响间接影响外来植物与本地植物之间的竞争仍然知之甚少。在这里，我们进行了一项温室盆栽实验，考察了五种本地物种和五种归化的外来物种（均生长于中生草地）在干旱和良性土壤水分条件下的生物量反应，这些物种在有或没有本地土壤生物区系的情况下，在种间、种内或无竞争条件下生长。我们预计，与本地物种相比，外来植物物种受土壤生物区系的负面影响较小，但受干旱的负面影响较大，干旱会间接削弱土壤群落驱动的外来植物物种对本地物种的竞争优势。平均而言，土壤群落对植物生物量的影响是积极的，但与外来物种相比，本地物种的表现受土壤群落的积极影响较小，这表明土壤中的敌害对外来植物的影响有所减弱。干旱对外来植物的负面影响大于本地植物。干旱对植物生物量的影响并不取决于土壤群落的存在，但在有土壤生物区系存在的情况下，植物在遭受干旱时总体上对根部生物量的投入更大。竞争的影响是微妙的，而且因物种而异。为了更好地理解我们的研究中观察到的土壤群落对植物表现的积极影响，我们研究了在无竞争条件下生长的植物的菌根定殖情况。菌根定殖的物种间差异解释了有活土壤群落和无活土壤群落的土壤中植物表现的差异，这表明丛枝菌根真菌在植物表现的驱动力中起着关键作用。不过，外来植物和本地植物的菌根定植率并无差异，也不受干旱影响。总之，我们的研究表明，干旱对外来植物入侵的直接负面影响比对本地植物的影响更大，从而可能削弱外来植物的入侵，但干旱并不影响土壤生物区系驱动的外来植物和本地植物之间的植物表现差异。在期刊博客上免费阅读本文的通俗语言摘要。

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Functional Ecology 环境科学-生态学

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期刊介绍： Functional Ecology publishes high-impact papers that enable a mechanistic understanding of ecological pattern and process from the organismic to the ecosystem scale. Because of the multifaceted nature of this challenge, papers can be based on a wide range of approaches. Thus, manuscripts may vary from physiological, genetics, life-history, and behavioural perspectives for organismal studies to community and biogeochemical studies when the goal is to understand ecosystem and larger scale ecological phenomena. We believe that the diverse nature of our journal is a strength, not a weakness, and we are open-minded about the variety of data, research approaches and types of studies that we publish. Certain key areas will continue to be emphasized: studies that integrate genomics with ecology, studies that examine how key aspects of physiology (e.g., stress) impact the ecology of animals and plants, or vice versa, and how evolution shapes interactions among function and ecological traits. Ecology has increasingly moved towards the realization that organismal traits and activities are vital for understanding community dynamics and ecosystem processes, particularly in response to the rapid global changes occurring in earth’s environment, and Functional Ecology aims to publish such integrative papers.