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明确群落入侵抵抗力的形成机制是外来植物防控的核心科学问题。Charles Elton的生物阻抗假说指出，多样性能够增强群落对外来植物入侵的抵抗力。然而，现有研究主要集中于水平多样性（同一营养级内的多样性），例如本地植物多样性与入侵抵抗力之间的正相关关系，忽略了自然群落中多样性的多维性。自然群落多样性不仅包括水平多样性，还包括垂直多样性（跨营养级多样性），两者均应起到阻抗植物入侵的作用，系统研究垂直多样性在抵御外来植物入侵中的关键作用，将有助于拓展生物阻抗假说的理论内涵，为入侵生态学的理论发展提供了新的视角。

中国科学院东北地理与农业生态研究所生物入侵生态学团队提出了一个“水平多样性+垂直多样性共同驱动本地群落入侵阻抗力”的概念框架（图1）。该框架强调，群落入侵阻抗力的解析不仅需要关注水平多样性，还需深入探讨垂直多样性的作用，系统解析整个群落水平的二维多样性如何影响外来植物入侵过程，将为受损生态系统的恢复提供理论支撑（图1）。

图1 水平和垂直方向的多样性均可以增加群落对植物入侵的抵抗力

水平方向的多样性（包括物种多样性、谱系多样性、功能多样性、遗传多样性）增加群落入侵抵抗力的机制是多样的本地物种对资源的利用率更高、或者更可能包含对外来植物有强抵抗力的物种。如果入侵植物对互利者的依赖降低，多样的互利者也可通过促进本地植物的生长增强入侵抵抗力。不同营养级的物种（垂直方向多样性），如寄生生物、草食者、互利者、捕食者等可以通过与植物的互作影响入侵抵抗力。已有少量研究表明捕食者可以压制取食本地植物的昆虫，从而降低入侵植物通过天敌逃避获得的优势并增强群落入侵抵抗力。微生物的存在可以增强本地植物多样性和入侵抵抗力间的正相关关系。理论模型表明物种接近饱和、种间互作更复杂的群落表现出更强的入侵抵抗力。这些表明增加营养级的数量将增加本地群落的入侵抵抗力。

虽然增加水平和垂直多样性可增强群落入侵抵抗力，但多样性增加到一定程度后群落入侵抵抗力可能不会再增强。即随着本地物种多样性的增加，本地群落可能到达入侵抵抗力阈值，之后入侵抵抗力不会在随多样性的增加而增加（图2）。这可能是因为物种增加并不会继续增加功能类群数量，但这些冗余的物种对入侵抵抗力可能也是有用的，例如当气候变化导致某个物种丧失时，另一个之前冗余的物种可以发挥丧失物种的作用，因而群落的入侵抵抗力并不降低。

图2. 两维度多样性对本地群落入侵抵抗力的可能作用。当本地群落达到入侵抵抗力阈值后，继续增加两维度多样性不会增加入侵抵抗力。在达到这个阈值前，系统的入侵抵抗力在干扰下不稳定，并且重要物种的丧失会降低入侵抵抗力

目前我们对两维度多样性如何影响入侵抵抗力还知之甚少，未来研究应通过野外和控制实验深入研究它们之间的关系，以及明确达到饱和抵抗力所需的物种阈值。这对于入侵植物的防控实践和生态系统恢复具有重要意义。例如，这可以帮助我们制定政策以重新引入哪些本地物种以及引入的物种数量，从而促进系统恢复和对外来植物入侵的抵抗力。

以上研究成果发表在生态学旗舰期刊Trends in Ecology & Evolution上，中国科学院东北地理与农业生态研究所生物入侵生态学研究团队访问学者、中国热带农业科学院环境与植物保护研究所的黄乔乔研究员为第一作者，中国科学院东北地理与农业生态研究所生物入侵生态学研究团队刘艳杰研究员为通讯作者，德国康斯坦茨大学Mark van Kleunen教授为共同作者。本研究得到了吉林省优秀青年基金项目（20230101364JC）、国家自然科学基金项目（W2411021; 32371748）、中国热带农业科学院科技创新团队项目（CATASCXTD202311）的共同资助。

论文信息如下：Huang QQ, van Klennen M, Liu Y* (2025) Plant invasion resistance due to 2D native diversity. Trends in Ecology & Evolution. DOI: 10.1016/j.tree.2025.02.009.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169534725000515?dgcid=author