臭氧胁迫下低多样性植物群落的入侵易感性增强机制研究

来自国际团队的研究人员通过开顶式熏气(OTC)实验，首次揭示了臭氧(O3)浓度升高(从40.72 ppb增至83.10 ppb)对植物群落入侵抵抗力的影响。研究发现高臭氧使入侵物种在低多样性群落的相对生物量提升11.24%，验证了"多样性-入侵性假说"，为气候变化背景下生物入侵防控提供了新见解。

　　

这项开创性研究通过精妙的开顶式熏气(Open-Top Chamber, OTC)实验设计，揭示了大气臭氧(O₃)浓度升高对植物群落入侵抵抗力的调控机制。研究人员设置了16个原生植物群落，包括8个低多样性(5种)和8个高多样性(15种)组合，分别暴露于环境浓度(40.72 ppb)和升高浓度(83.10 ppb)的臭氧环境中。每个群落引入9种外来入侵植物中的1种进行竞争实验。

令人惊讶的是，虽然臭氧升高使入侵植物地上生物量总体降低9.64%，但在低多样性群落中降幅更为显著(-18.46% vs -12.54%)。更关键的是，臭氧胁迫显著提升了入侵物种在低多样性群落中的竞争优势，使其相对生物量增加11.24%，而在高多样性群落中这种优势则不明显。这些发现完美验证了经典的"多样性-入侵性假说"(Diversity-Invasibility Hypothesis)，表明物种丰富的群落即使在臭氧胁迫下仍能维持更强的入侵抵抗力。

该研究首次将大气污染与生物入侵两大环境问题联系起来，为预测气候变化背景下生态系统稳定性提供了重要理论依据。特别是发现当臭氧浓度达到83.10 ppb(接近当前全球背景值的2倍)时，低多样性群落的生态防御功能会出现明显漏洞。这些发现对制定基于生物多样性的入侵防控策略具有重要指导价值。