亚热带城市生态系统中多维功能性状的阶段依赖性调控：外来植物入侵与本地群落抵抗的互作机制

针对生物入侵威胁生态稳定性的科学问题，研究人员在浙江金华亚热带草本群落中开展290个样方的多维功能性状分析，揭示入侵水平驱动功能多样性呈单峰模式，而群落可入侵性(CII)随入侵程度显著上升。研究发现本地群落通过持续抑制冠层高度(MH)和阶段适应性策略（如重入侵下叶片厚度(LT)的关键抗性作用）抵抗入侵，而入侵种则优先快速占据冠层并通过资源再分配（如根冠比(RSR)调整）巩固优势。该研究为城市生态系统适应性管理提供了基于性状的阶段特异性优化框架。

　　

生物入侵正以空前的速度重塑全球生态系统，而城市化进程加剧了这一现象。在亚热带地区，人类活动频繁的城郊生态系统成为外来物种入侵的"热点区域"。尽管埃尔顿(Elton)的生物抗性假说认为物种丰富的群落更能抵抗入侵者，但这一理论存在明显的背景依赖性——空间尺度、入侵阶段和群落构建过程都会影响其有效性。更关键的是，关于入侵过程中本地与外来物种功能性状如何动态互作从而调控群落可入侵性(Community Invasibility Index, CII)的机制仍不清楚。这直接制约了城市生态系统的精准管理。

为破解这一难题，浙江师范大学的研究团队在金华市郊建立了290个草本样方，系统分析了8个多维功能性状（包括叶片面积(LA)、叶片厚度(LT)、叶干重(LDW)、地上生物量(AB)、地下生物量(UB)、比叶面积(SLA)、根冠比(RSR)和平均株高(MH)）在三个入侵水平（轻度：相对丰度RA≤30%；中度：30%70%）下的变化规律。通过整合功能多样性指标（如功能离散度FDis和Rao二次熵）与群落可入侵性指数(CII)，揭示了性状-入侵关系的阶段依赖性特征。

研究采用分层广义线性模型(GLM)分析不同入侵水平下的性状-CII关系，结合主成分分析(PCA)验证多维性状框架。功能多样性通过vegan和FD包计算，模型选择采用AICc准则。样方设置确保空间独立性（最小间距10米），性状测量遵循标准化协议，缺失数据从TRY性状数据库补充。

研究结果显示功能多样性(FDis)和分类多样性（香农指数）呈单峰模式，在中度入侵时达到峰值后急剧下降，而群落可入侵性(CII)随入侵程度显著上升。本地性状调控呈现明显阶段特异性：叶干重(LDW)在轻度入侵时促进可入侵性，而叶片厚度(LT)在重度入侵时成为关键抗性性状。冠层高度(MH)则持续抑制各阶段可入侵性。入侵物种表现出适应性策略转变：早期依赖株高优势快速占据生态位，后期转向资源再分配（如根冠比(RSR)调整）巩固优势。值得注意的是，本地多度(Abu)始终抑制可入侵性，而入侵者多度仅在后期显著促进入侵成功。

讨论部分揭示了三个核心机制：首先，中度入侵时的多样性峰值符合中度干扰假说，反映入侵种创造的微生境异质性促进暂时共存；其次，本地群落通过"结构性防御"（如冠层高度）和"可塑性防御"（如重入侵下的叶片增厚）构建多层次抗性体系；最后，入侵物种的"性状协同"策略（如早期高度优势与后期资源优化分配的配合）突破了传统多样性-抗性框架的解释范畴。

该研究创新性地提出了"阶段-性状-可入侵性"三维调控模型，为城市生态系统管理提供了精准干预靶点：在轻度入侵区域应重点维持本地冠层结构，而重度入侵区域需强化抗逆性状（如叶片厚度）的群落配置。这些发现不仅深化了对生物入侵机制的理解，也为实施基于功能性状的适应性管理提供了理论框架。论文发表于《Plant Diversity》，为全球变化背景下的生物多样性保护提供了重要科学依据。