互花米草在中国东海岸的多尺度竞争优势解析：入侵机制与管理启示

为解决外来物种入侵机制的多尺度验证难题，中国科学院研究人员通过温室实验、野外调查与文献整合，系统解析互花米草（Spartina alterniflora）在种子/幼苗、个体及群落尺度上的竞争优势。研究发现其通过高繁殖力（EICA假说）、环境胁迫耐受性（R-ERH假说）及遮荫效应（NWH假说）协同作用，实现对本土植物芦苇（Phragmites australis）和海三棱藨草（Scirpus mariqueter）的替代，为入侵轨迹预测与防控策略设计提供理论框架。

　　

全球气候变化与人类活动加剧了生物入侵的生态威胁，其中互花米草（Spartina alterniflora）作为中国海岸线最猖獗的外来物种之一，近40年扩张面积超400 km²，严重威胁芦苇（Phragmites australis）和海三棱藨草（Scirpus mariqueter）的生存。尽管已有研究分别验证了进化增强竞争能力（EICA）、资源-天敌释放（R-ERH）等假说，但多尺度协同机制仍不明确。为此，中国科学院团队在《Journal of Environmental Management》发表研究，首次系统整合生命系统组织层级（种子/个体/群落尺度）的互作机制。

研究采用温室控制实验（模拟盐度/水淹胁迫）、野外种群调查（上海崇明岛滩涂）及文献meta分析三重手段。关键技术包括光合速率（A_max）测定、根系构型量化及种子捕食风险评估。

研究结果

1. 种子/幼苗尺度优势：互花米草种子产量比本土种高3倍，萌发率达80%，且蟹类捕食风险降低60%，奠定繁殖基础。
2. 个体尺度适应性：在5-30 ppt盐度梯度下，互花米草光合效率（A_max）与生物量稳定性显著优于芦苇；水淹胁迫中其根系生物量分配策略增强抗逆性。
3. 群落尺度竞争：互花米草冠层遮光率超70%，直接抑制海三棱藨草的光合作用，形成物理竞争屏障。

结论与意义
该研究揭示互花米草入侵是“繁殖-抗逆-竞争”三位一体机制的结果：种子高产满足EICA假说，胁迫耐受符合R-ERH假说，遮荫效应呼应新武器假说（NWH）。团队提出基于组织层级的入侵管理框架——在种子扩散期阻断传播链，在个体生长期调控环境因子（如人工调控潮汐），在群落阶段引入遮光竞争植物。这一成果为全球海岸带入侵生态学提供了跨尺度研究范式，尤其对中国实施“海岸带生态安全屏障”工程具有直接指导价值。