预测哪些植物将成为入侵植物的新工具

在世界各地，超过13，000种植物物种已经融入新环境——其中一些与本地植物融合，但其他物种正在积极传播。理解为什么有些植物会成为入侵植物，而另一些植物对保护世界生物多样性并不重要。佛蒙特大学的新研究提供了洞察力，有助于预测哪些植物可能被特定的群落入侵。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，并且植物的高度可以成为竞争优势时，它们更有可能成为入侵物种。

“入侵物种可能会对我们的自然生态系统产生破坏性影响，并造成长期的环境和经济问题，”该研究的资深作者、UVM植物生物系教授简莫洛弗斯基在2018年11月6日出版的《自然通讯》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本地和非本地植物的特征，以一种新颖的方式评估这个问题。”在UVM国际合作者团队的合作下，莫洛夫斯基和他的同事们探索了中欧温带六种不同生境类型的1855种本地和非本地植物的生物学特性差异。在每种生境类型中，作者比较了本地植物和非本地植物的特征。在非本土植物中，他们研究了“驯化”的差异，即它们在自然界中繁殖，不需要人类的直接干预，但不会主动传播，而入侵物种则是那些远距离传播，往往会对生态系统造成严重破坏的物种。

减少成功，促进成功。

在几乎所有研究的生境中，结果表明非入侵植物具有与当地植物群落相似的特征，如株高、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特征——它们足够相似，可以存在于同一栖息地，但又足够不同，具有独特的特征，使它们蓬勃发展。

例如，与本地物种相比，一些入侵植物的平均水平更高。这一现象表明，一些入侵植物的额外高度使它们更容易获得光照，并使它们能够胜过本地植物，传播更积极。

研究结果支持了一种新的入侵理论，称为特征空间边缘模型，该理论表明，当非本地植物共享一组特定的生物特征时，它们可以与本地植物群落共存，但当它们对本地区域的适应性略有不同时，它们可以入侵。环境条件。因此，新引入的物种必须足够相似，才能在当地物种群落中茁壮成长，但它们的差异可能会提高它们的入侵成功率。结果表明，单一且易于测量的性状——植物高度——可以作为高度预测因子，以确定在特定环境中哪些植物可能具有入侵性。虽然不同植物群体的预测特征可能不同，但研究表明，根除应侧重于不同于其本地群落的非本地植物物种。“我们需要新的预测工具来帮助制定关于保护和生物多样性的政策和管理决策，”合著者布莱恩贝克格说，他是植物生物学和计算机科学系的教授，也是乌夫冈环境研究所的子公司。“我们希望这个模型可以作为一个筛选工具，来确定未来哪些植物的入侵概率最高。”

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