外来植物入侵对植物多样性的动态影响：一项全球荟萃分析

《Plant Diversity》：Dynamic impact of alien plant invasion on plant diversity: A global meta-analysis

　　

入侵性外来植物不仅改变生态系统的结构和功能，还可能对本地生物多样性构成严重威胁。理解植被在时间梯度上的动态变化和演替仍是植物生态学的核心问题，然而植物入侵对生物多样性的长期效应缺乏明确共识。在本研究中，研究人员对来自79篇同行评审出版物的635个数据集进行了全球荟萃分析，以定量评估外来入侵植物对植物多样性的时间影响。结果表明，外来植物入侵显著降低了入侵地的植物多样性（-22.57%），且多样性随入侵持续时间呈非显著负趋势（Qm = 0.89, P = 0.344）。外部干扰显示出部分恢复效应：与入侵样地相比，受干扰样地的多样性平均提高13.71%，但其多样性仍比未入侵样地低11.07%。亚组分析进一步揭示，气候带、生境类型和干扰类型是入侵对多样性影响的关键调节因素，且在干扰条件下其效应更为显著。这些结果表明，外来植物入侵对植物多样性具有显著负面影响，而入侵持续时间对多样性变化的调节作用相对有限。在评估其生态后果和制定生物多样性保护策略时，应综合考虑气候带、生境类型和干扰制度等环境背景因素。本研究为评估不同环境背景下植物入侵的生态影响以及为生物多样性保护提供了定量证据。

**外来植物入侵对植物多样性的动态影响：一项全球荟萃分析解读**

**研究背景与问题**
随着全球化进程加速，外来物种的跨区域传播频率和范围显著增加，植物入侵已被广泛视为全球主要生态与环境问题之一。外来植物不仅改变生态系统结构与功能，还直接导致本地植物多样性下降，影响群落遗传结构、动物行为模式及营养网络结构。然而，现有研究多采用“一次性快照”方法，忽略了入侵的起始时间及其动态过程。关于入侵长期效应，学术界存在争议：部分研究认为随入侵时间延长，多样性下降加剧；另一些则指出长期效应可能减弱甚至消失。此外，环境背景因素如气候、生境和干扰制度如何调节入侵对多样性的影响，仍需系统整合。为填补这一空白，研究人员开展了这项全球荟萃分析，旨在定量评估外来植物入侵在不同时间尺度下对植物多样性的影响，并探索气候带、样地大小、生境类型和干扰类型等调节因子的作用。该研究发表于《Plant Diversity》。

**主要技术方法**
研究人员通过Web of Science和中国知网（CNKI）检索同行评审文献（截至2025年5月23日），严格纳入明确报告入侵起始年份、包含处理组（入侵或受干扰）与对照组（未入侵或入侵样地）、提供物种丰富度指数（R）或香农-维纳指数（H'）且样本量≥3的研究。最终纳入79篇文献，提取635个有效数据集。采用对数响应比（lnRR）作为效应量，基于随机效应模型计算加权平均响应比（RR++），并以95%置信区间判断显著性。数据根据入侵持续时间划分为四个阶段：<3年（Ⅰ）、3–10年（Ⅱ）、11–30年（Ⅲ）和31–100年（Ⅳ）；并针对自然条件与受干扰条件分别分析。采用Q检验和I2统计量评估异质性，通过漏斗图和失安全系数检验发表偏倚。亚组分析使用分类变量（气候带、样地大小、生境类型、干扰类型）评估组间差异（Qb检验）。

**研究结果**

**3.1 外来植物入侵对植物多样性的总体影响**
外来植物入侵显著影响入侵地植物多样性。自然条件下，77.08%的样地呈负效应，多样性显著下降22.57%；受干扰条件下，以入侵样地为对照时，58.32%样地呈正效应，多样性显著增加13.71%；以未入侵样地为对照时，68.42%样地呈负效应，多样性显著下降11.07%，且组间差异显著（Qb = 122.01, P < 0.01）。

**3.2 外来植物入侵对植物多样性的动态影响**
自然条件下，植物多样性随入侵持续时间呈非显著负趋势（Qm = 0.89, P = 0.344）；受干扰条件下，仅以未入侵样地为对照时，多样性随入侵持续时间显著正相关（Qm = 12.04, P < 0.001）。分阶段来看，自然条件下各阶段多样性均显著下降，且下降幅度随入侵时间增加（Ⅰ至Ⅳ阶段分别下降约15%至34.79%），但阶段间差异不显著（Qb = 3.11, P = 0.38）。受干扰条件下，以入侵样地为对照时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段多样性显著增加11.81%–24.37%，但Ⅳ阶段无显著变化；以未入侵样地为对照时，Ⅱ和Ⅲ阶段多样性分别下降21.76%和11.32%（P < 0.05），Ⅰ和Ⅳ阶段无显著差异。

**3.3 外来植物入侵对植物多样性动态效应的亚组分析**
亚组分析表明，气候带、生境类型和干扰制度是调节入侵对多样性影响的主要因素，其调节作用随入侵阶段加剧，在晚期高度分化。气候带方面，热带地区多样性变化最剧烈，南温带变化最小，北温带缓冲能力较强；生境类型方面，结构复杂的森林和河岸带变化较小，草地和灌丛对入侵敏感且干扰下效应增强；干扰制度方面，去除入侵植物对多样性恢复最有效，其次为综合管理措施，而除草剂、放牧和火烧效果较弱甚至在某些阶段产生负效应。多样性指标方面，入侵对物种丰富度（R）的影响强于对香农-维纳指数（H'）的影响，且在干扰条件下差异显著。样地大小对多样性变化未呈现一致模式。

**讨论与结论**
讨论部分指出，本研究结果不支持“入侵效应随时间减弱”或“持续深刻”的任一假设，当前数据仅能提供短期至中期多样性下降的方向性证据，30年以上轨迹难以可靠推断。外部干扰（以人为干预为主）虽能部分缓解入侵负面影响，但难以恢复至未入侵状态；干扰效果依赖于干扰类型与环境背景的交互作用。气候带和生境类型通过影响资源可用性和群落结构塑造入侵效应，热带地区因高物种饱和度和资源丰富性而变化最大。多样性指标差异表明入侵主要减少物种数而非均匀度。样地大小仅在某些阶段显著，但方向不一致。

研究结论翻译如下：
本研究通过荟萃分析定量评估了外来入侵植物对植物多样性的动态影响，并检验了气候带、样地大小、生境类型和干扰类型的调节作用。主要结论如下：(1) 外来植物入侵显著降低本地植物多样性，随入侵持续时间呈逐渐下降趋势；(2) 入侵持续时间对植物多样性变化的效应相对有限；(3) 外部干扰可促进部分恢复，但不足以恢复至入侵前水平；(4) 气候带、生境类型和干扰类型是调节入侵效应的关键变量，且在干扰条件下其影响被放大。这些发现为全球评估植物入侵生态风险提供了定量基础，并为制定区域特异性管理和生态恢复策略提供了科学指导。