東北地理所光污染與外來(lái)植物入侵研究方面取得新進(jìn)展
隨著全球化進(jìn)程的加劇，夜間燈光造成的光污染已成為一個(gè)新興的全球環(huán)境問(wèn)題，其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響也受到越來(lái)越多的關(guān)注。許多研究表明光污染會(huì)影響不同植物的個(gè)體表現(xiàn)，進(jìn)而影響群落結(jié)構(gòu)。例如，前期研究發(fā)現(xiàn)光污染對(duì)窄幅分布的外來(lái)植物生長(zhǎng)的促進(jìn)作用強(qiáng)于廣幅分布的外來(lái)植物。盡管這項(xiàng)研究暗示光污染可能加劇窄幅分布外來(lái)植物的擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)，但是光污染背景下這些外來(lái)植物是否能夠占據(jù)本地群落的優(yōu)勢(shì)仍需要深入研究。另外，光污染對(duì)外來(lái)植物入侵的影響是否受到植食昆蟲(chóng)的調(diào)控也不得而知。
針對(duì)以上研究空白，中科院東北地理所生物入侵生態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)劉艷杰研究員聯(lián)合德國(guó)康斯坦茨大學(xué)，進(jìn)行了夜間路燈（有與無(wú)）×昆蟲(chóng)排除（排除與不排除）全因子實(shí)驗(yàn)，對(duì)比外來(lái)植物和本地植物中的常見(jiàn)種（廣幅分布且在群落中占據(jù)優(yōu)勢(shì)）與稀有種（窄幅分布且在群落中不占優(yōu)勢(shì)）對(duì)夜晚燈光和昆蟲(chóng)采食的響應(yīng)特征。
圖一：實(shí)驗(yàn)設(shè)置圖解
研究結(jié)果表明：夜晚燈光促進(jìn)常見(jiàn)種的生長(zhǎng)，卻抑制稀有種的生長(zhǎng)。同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)夜晚燈光對(duì)外來(lái)植物生長(zhǎng)的促進(jìn)作用強(qiáng)于本地植物。遺憾的是，研究并未發(fā)現(xiàn)地上昆蟲(chóng)排除可以介導(dǎo)四組植物對(duì)夜晚燈光的響應(yīng)，這可能與營(yíng)養(yǎng)級(jí)的調(diào)控作用是緩慢而長(zhǎng)期的，而我們的模擬實(shí)驗(yàn)周期卻較短有關(guān)。本研究首次揭示了未來(lái)光污染可能在植物群落構(gòu)建中發(fā)揮重要作用，它不僅可能促進(jìn)外來(lái)植物對(duì)本地群落的入侵，還可能加劇本地群落內(nèi)常見(jiàn)種對(duì)稀有物種的競(jìng)爭(zhēng)排斥。
圖二：在有無(wú)夜晚光照處理下，外來(lái)種和本地種（a）、以及常見(jiàn)種和稀有種（b）的生物量
研究成果于近期發(fā)表在主流刊物Global Change Biology上。中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所博士劉艷杰研究員為第一作者兼通訊作者。
論文信息如下：
Liu Y*, Spei？er B, Knop E, van Kleunen M (2022) Matthew effect: common species become more common and rare ones become more rare in response to artificial light at night, Global Change Biology, https://doi.org/10.1111/gcb.16126.
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