武汉植物园揭示植食性昆虫对外来植物入侵的调控作用
近日,武汉植物园入侵植物生物学课题组通过纬度梯度调查和田间模拟增温实验探讨了气候变暖下生防天敌对空心莲子草和莲子草竞争关系的调控作用。相关研究成果在线发表于著名期刊New Phytologist上。
气候变化如何影响外来生物入侵是目前生态学研究的一个热点问题,但现有的研究多数局限于探讨气候变化对外来物种扩散、分布、适合度等的直接影响,往往忽视了生物因子(如天敌昆虫)在外来物种扩散、群落组成等生态学过程中的重要作用。因此,为提高预测气候变暖下外来生物入侵的能力,亟待开展野外调查与实验研究,从群落水平探讨生物因子和气候变暖如何共同调控外来生物入侵。
空心莲子草是我国目前危害最为严重的入侵物种之一。为控制该草,我国于1986年从美国引进天敌昆虫莲草直胸跳甲开展生物防治。该天敌昆虫在我国不仅危害空心莲子草(主要寄主),也取食本土植物莲子草(次要寄主)。
科研人员前期研究发现,气候变暖将促进空心莲子草和莲草直胸跳甲向高纬度扩散,提高莲草直胸跳甲在其目前分布北界越冬能力及其生物防治效率。而另一方面,气候变暖将改变动植物物候/生活史,加剧生防天敌对本地植物莲子草的危害的非靶标效应。
科研人员通过野外调查发现:25.8°N以南地区,莲子草为多年生植物;26.5°N以北地区莲子草为一年生植物且空心莲子草在混发群落中占据优势地位。21°N~30.5°N区域均有生防天敌发生。田间模拟增温使得莲子草生活史由一年生变化为多年生,同时相对提高了生防天敌对空心莲子草的抑制能力,因此直接和间接地增强了本地植物莲子草的竞争能力。其结果是,当生防天敌发生时,气候变暖可使原来入侵种空心莲子草占优势的群落变化为本地种莲子草占优势的群落。
该研究揭示了植食性昆虫对外来植物入侵响应气候变暖及其群落组成变化具重要调控作用,对于预测气候变化下外来植物入侵风险具有重要意义。
责编 :宋超