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预测哪些植物将成为侵入性的新工具

在世界各地,超过13,000种植物物种已经融入新的环境 - 其中一些与本土植物融为一体,但其他植物则在积极扩散。了解为什么有些植物会成为侵入性植物,而有些植物则不是保护世界生物多样性的关键。

佛蒙特大学的新研究提供了有助于预测哪些植物可能在特定社区中具有侵入性的洞察力。结果表明,当非本地植物具有与本地群落不同的生物学特性并且植物高度可以是竞争优势时,它们更可能成为侵入性的。

“入侵物种可能对我们的自然生态系统产生破坏性影响并导致长期的环境和经济问题,”UVM植物生物学系教授,该研究的高级作者Jane Molofsky在2018年11月6日出版的“自然通讯”杂志上说。“我们的目标是利用大数据和统计技术,通过比较一系列植物群落中原生和非原生植物的特性,以一种新颖的方式评估这一问题。”

Molofsky及其同事在UVM中与国际合作者团队合作,探讨了中欧温带六种不同生境类型中1,855种本地和非本地植物的生物学特性差异。

在每种栖息地类型中,作者比较了原生植物和非原生植物的特性。在非本土植物中,他们研究了那些“归化”的差异,这意味着它们在没有人类直接干预的情况下在自然界中繁殖,但没有积极扩散,而入侵物种则是那些长距离传播并经常造成严重生态系统破坏的物种。 。

减少成功促进成功

在几乎所有研究的栖息地中,研究结果表明,非侵入性植物与本地植物群落具有相似的特征,如植物高度,叶片特征和平均种子重量。相比之下,入侵物种似乎具有相似但略有不同的生物学特征 - 它们相似,足以存在于相同的栖息地中,但又足够不同,具有允许它们繁殖的独特特征。

例如,与本地物种相比,一些入侵植物平均较高。这种现象表明,一些入侵植物的额外高度使它们能够更好地获得光照,并使它们能够胜过本土植物并更积极地传播。

该研究结果支持一种新的入侵理论,称为特征空间模型的边缘,表明当非本地植物共享一组特定的生物学特征时,它们可以与本地植物群落共存,但当它们对当地的适应性略有不同时可以入侵。环境条件。因此,新引进的物种必须足够相似,才能在本地物种群落中茁壮成长,但它们的差异可能会增强它们的入侵成功率。

结果表明,单一的,易于测量的性状 - 植物高度 - 可以成为确定哪些植物在特定环境中可能具有侵入性的高度预测因素。虽然不同植物群的预测性状可能不同,但研究表明,根除工作应侧重于与其原生群落不同的非本地植物物种。

“我们需要新的预测工具来帮助制定有关保护和生物多样性的政策和管理决策,”共同作者Brian Beckage说,他是植物生物学系和计算机科学系的教授,也是UVM Gund环境研究所的附属机构。 。“我们希望这个模型可以作为一种筛选工具,用于确定哪些植物在未来成为入侵的概率最高。”

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