近年来，入侵植物导致的环境生态问题日益凸显，特别是入侵植物可以显著影响本地生态系统的结构和功能，如明显改变本地群落组成、显著降低本地生物多样性等，因此，解析并阐明入侵植物成功入侵的关键机理，已成为当前入侵生态学领域备受关注的重大前沿科学问题之一。

更为重要的是，同一生境可能遭受到两种甚至是两种以上入侵植物的共同入侵，特别是一种入侵植物成功入侵后，可能通过改变环境条件等途径，增强其它入侵植物成功入侵的几率，从而导致两种甚至是更多种类的入侵植物共同入侵，也称入侵塌陷，或次生入侵，或入侵漩涡。然而，两种或多种入侵植物共同入侵可能对环境健康与生态安全造成新的、更严重的威胁。

此外，随着全球气候变化的进一步加剧和恶化，特别是区域降水格局的改变，全球范围内干旱的发生频率、发生强度、持续时间及其影响范围可能日臻增加。而干旱可能显著影响两种或多种入侵植物凋落物共同降解以及土壤酶活性，进而影响其共同入侵进程。

因此，亟待深入解析并进一步阐明两种或多种入侵植物共同入侵的关键机理，特别是全景式对比分析两种或多种入侵植物凋落物共同降解进程，剖析两种或多种入侵植物凋落物共同降解对土壤理化性质和土壤酶活之影响，并进一步揭示其关键机理。

基于此，我所王从彦老师课题组聚焦当前入侵生态学领域备受关注的重大前沿科学问题之一，并独辟蹊径，重点解析两种均起源于美洲的恶性菊科入侵植物凋落物共同降解对土壤理化性质和土壤酶活之影响。

本研究具体以鬼针草（Bidens pilosa L.）和加拿大一枝黄花（Solidago canadensis L.）为研究材料，选择这两种入侵植物的主要原因如下：（1）这两种入侵植物均隶属于菊科，以尽量减少植物亲缘关系所致的差异，且在物种组成方面，我国已分布的入侵植物和华东地区已分布的入侵植物隶属于菊科的种类最多。其中我国已分布的入侵植物隶属于菊科的物种数高达92种，约占我国已分布的入侵植物总物种数的17.86%（Yan et al. 2014, 2021; Wang et al. 2016）。更关键的是，近年来，在苏南地区（特别是镇江市）常常可以形成大范围单优群落的入侵植物，主要以菊科入侵植物为主，如加拿大一枝黄花、小飞蓬（Conyza canadensis (L.) Cronq.）、一年蓬（Erigeron annuus (L.) Pers.）、鬼针草、钻形紫菀（Aster subulatus Michx.）等。（2）这两种入侵植物均原产于美洲，以尽量减少植物地理起源所致的差异，且我国已分布的入侵植物和华东地区已分布的入侵植物原产于美洲的种类最多。其中我国已分布的入侵植物原产于美洲的种类引入频次高达137，约占我国已分布的入侵植物总引入频次的21.47%（Yan et al. 2014, 2021; Wang et al. 2016）。（3）这两种入侵植物均具有类似的生境（均以农田、荒地、道路两侧、林地边缘和草地等生境类型为主）、生活型（均为草本，且株高基本处于同一水平）和生长周期（在苏南地区生长期主要为3月至10月，其中生长旺盛期约为5月至9月）。（4）这两种入侵植物均已在我国大部分地区（特别是华东地区）造成了显著的环境生态影响，并均已被生态环境部列入了《中国外来入侵物种名单》。（5）这两种入侵植物单一入侵时，在苏南地区（特别是镇江市）均可常常形成大范围的、高密度的单优群落。（6）这两种入侵植物在苏南地区（特别是镇江市）野外常常在同一生境可以形成共同入侵。（7）这两种入侵植物在我国的分布区（包括苏南地区），已成为我国干旱较为严重（或干旱时有发生）的区域之一（Feng and Fu, 2013; Jiang et al. 2017; Huang et al. 2019; Zang et al. 2020）。

本研究通过控制浇水的量进行人工模拟不同程度的干旱，即：施加研究工作开展所在区域100%降雨量的水为对照、施加研究工作开展所在区域75%降雨量的水为轻度干旱、施加研究工作开展所在区域50%降雨量的水为重度干旱，进而全景式对比分析两种入侵植物鬼针草和加拿大一枝黄花凋落物单一降解和共同降解对土壤理化性质和土壤酶活的影响和差异及其关键机理，以希冀进一步阐明干旱背景下两种入侵植物通过凋落物降解进程介导的共同入侵的关键驱动机理，从而为新时代下有效实现入侵植物环境风险评估和预警防控奠定强有力的理论支撑和实践基础。

本研究主要结果如下：

两种菊科入侵植物加拿大一枝黄花和鬼针草凋落物共同降解对土壤脲酶活性的影响为叠加效应；两种菊科入侵植物加拿大一枝黄花和鬼针草凋落物共同降解速率以及入侵植物鬼针草凋落物单一降解速率显著高于入侵植物加拿大一枝黄花凋落物单一降解速率；重度干旱显著降低两种菊科入侵植物加拿大一枝黄花和鬼针草凋落物共同降解速率以及入侵植物鬼针草凋落物单一降解速率，但干旱处理未显著影响入侵植物加拿大一枝黄花凋落物单一降解速率。因此，重度干旱可能通过减缓营养循环速率显著影响两种菊科入侵植物加拿大一枝黄花和鬼针草共同入侵进程以及入侵植物鬼针草单一入侵进程，但并不显著影响入侵植物加拿大一枝黄花单一入侵进程。

Figure 1 Differences in the values of the litter decomposition coefficient. Bars (means and SE; n = 4) with different letters indicate statistically significant differences (P < 0.05). Abbreviations: Mix, the mixed litters of the two composite IAPs at 1:1 treated with CK (control); BP, the litters of B. pilosa treated with CK; SC, the litters of S. canadensis treated with CK; DLMix, the mixed litters of the two composite IAPs at 1:1 treated with DL (low degree of drought); DLBP, the litters of B. pilosa treated with DL; DLSC, the litters of S. canadensis treated with DL; DHMix, the mixed litters of the two composite IAPs at 1:1 treated with DH (high degree of drought); DHBP, the litters of B. pilosa treated with DH; DHSC, the litters of S. canadensis treated with DH.

Figure 2 Differences in the observed value (red bars) and the expected value (green bars) of the litter decomposition coefficient (a), and the intensity of non-additive responses following litter mixing (b). Bars (means and SE; n = 4) with different letters indicate statistically significant differences (P < 0.05). “ns” indicates no statistically significant difference (P > 0.05). Abbreviations: CK, control; DL, low degree of drought; DH, high degree of drought.

全文链接：https://doi.org/10.1093/jpe/rtac047