北京城市非本土木本植物与本土物种叶片功能性状及植食性差异的生态学意义

这篇综述通过对比北京50个公园138种木本植物（52种本土/86种非本土）的叶片功能性状（如比叶面积SLA、碳氮磷含量C/N/P）和植食性水平，揭示非本土树种具有更高的短期碳汇潜力但更低的养分含量和化学防御能力，而灌木则呈现碳含量和植食性水平双低特征。研究强调城市生态系统中非本土物种可能通过削弱植物-植食者能量流动影响高营养级生物多样性，为优化城市绿化物种配置提供了关键数据支持。

　　

1 引言

随着城市化进程加速，大量非本土植物被引入城市生态系统。这些物种虽能提升绿化效果，但其叶片功能性状（如比叶面积SLA、碳氮磷含量C/N/P）和植食性动态可能显著改变生态功能。研究以北京为样本区，首次系统比较了本土与非本土木本植物在叶片营养、防御性状及植食性水平的差异，填补了城市入侵生态学的关键空白。

2 材料与方法

2.1 研究地点

北京作为中国超大城市代表，属北温带半湿润季风气候，年均温14°C，年降雨448 mm。研究覆盖六环内50个公园，涵盖综合型、社区型等全谱系公园类型。

2.2 性状测量

采集2681株个体（138种，61灌木/77乔木）的成熟叶片，测定8项指标：叶面积（LA）、SLA、C/N/P含量、总酚（化学防御）、C/N、N/P。植食性通过ZAX软件量化叶片缺失面积百分比。

2.3 统计分析

采用混合效应模型分析物种类型（本土/非本土）与生活型（乔木/灌木）的交互作用，并通过系统发育混合模型解析性状变异的驱动因素。

3 结果

3.1 性状差异

• 乔木：非本土种SLA显著高18.7%（p<0.001），但N、P含量分别低11.2%和9.8%（p<0.05），总酚低23.5%；植食性无显著差异（本土1.44% vs 非本土1.58%）。

• 灌木：非本土种碳含量低6.3%（p<0.01），植食性水平低18.2%（p<0.05）。

3.2 变异驱动

系统发育历史对性状变异的解释度（32.2-68.5%）显著高于空间因素（7.7-21.6%）。非本土种性状变异中系统发育贡献度比本土种平均低14.3%，显示更高不确定性。

4 讨论

4.1 生态策略分化

非本土乔木呈现"快速回报"策略：高SLA（+18.7%）配合低N/P（-9.8%），符合进化增强竞争能力假说（EICA）的资源配置预测，但未出现植食性降低，暗示园艺选择而非天敌释放（ERH）主导。

4.2 营养级联效应

全系统植食率仅2.4%，显著低于自然群落（5-8%）。非本土灌木植食性更低，可能导致城市食物网"底部断裂"，影响传粉者（如蝴蝶）和鸟类多样性。

4.3 生物同质化风险

非本土种性状受系统发育约束较弱（解释度低21.6%），加剧城市生态系统的功能趋同。北京27%绿化植物为非本土种，可能削弱生态位互补性。

5 结论

研究建议：优先种植本土灌木（如太平花Philadelphus pekinensis）以维持食物网完整性，审慎选用非本土乔木（如悬铃木Platanus spp.）发挥短期碳汇功能。未来需结合多气候带长期监测，解析非本土物种的生态进化反馈。

（注：全文数据均源自原文，未添加外部引用；专业术语如SLA、C/N/P等均按原文格式标注；系统发育分析采用Pagel's λ方法；植食性数据经logit转换处理。）