研究背景
生物多样性如何影响入侵，是生态学的核心议题。经典理论认为物种丰富的群落更能抵御外来入侵，但这一认知几乎全部建立在生长季活体植物的研究之上，对植物衰老后凋落物产生的持续影响关注较少。凋落物分解既能释放氮、磷等养分，促进入侵植物生长，也可能携带真菌病原菌，对入侵植物形成生物抑制。这两种相反作用如何共同影响植物入侵，以及本地植物与入侵植物之间的系统发育亲缘关系是否会改变其作用方向，仍有待深入研究。
基于此，兰州大学吴纪华老师团队研究以3种入侵菊科植物和12种本土植物凋落物为对象，通过设置不同凋落物多样性、亲缘关系及杀菌处理开展温室实验。结果表明，近缘凋落物主要通过病原菌溢出抑制入侵植物，远缘凋落物则通过养分富集促进其生长，为揭示植物亲缘关系调控多样性—可入侵性关系提供了数据支撑。成果发表于《New Phytologist》。
图1.概念图展示了凋落物多样性与入侵性之间潜在机制的关系。
研究方法
研究对象：选取3种入侵菊科植物（豚草、黄顶菊、鬼针草）为测试物种，12种中国本土植物（6种菊科近亲、6种非菊科远亲）为凋落物供体；
实验设计：设置3个凋落物多样性水平（1种、2种、6种）× 2个物种池（菊科 vs. 非菊科）× 2个病原菌处理（杀菌剂抑制 vs. 未抑制对照）× 3种入侵植物，共计360个实验盆；
测定指标：培养104天后，测定入侵植物的地上生物量、病害程度、黄酮和总酚含量、土壤有效磷（AP）和铵态氮（NH₄-N）；
值得一提的是，团队采用SmartChem 450全自动间断化学分析仪测定土壤铵态氮（NH₄⁺-N），提高了批量样品的检测效率与数据稳定性，为分析凋落物养分富集效应提供了可靠支撑；
数据分析：采用广义线性混合效应模型分析各处理及其交互作用，并通过Fisher’s Z值评估总体效应；
图2.非度量多维尺度分析 (NMDS) 和置换多元方差分析 (PERMANOVA)。
图3.本地植物物种与优势真菌病原体属的关联。
图4.三种入侵植物地上生物量（平均值 ± 标准误差）与对照和杀菌剂处理中本地植物凋落物多样性的关系。
图5.不同凋落物处理下，本地凋落物多样性对入侵物种黄酮类化合物（a，c）和总酚（b，d）的影响程度。
图6.不同本地凋落物多样性水平下土壤AP和NH4-N的差异。
图7.三种入侵物种的叶片和整株植物的真菌病症状及84种病原体载量分析。
研究结果
菊科与非菊科本土植物携带的真菌病原菌群落结构显著不同，并表现出一定的寄主特异性；
菊科凋落物多样性越高，3种入侵植物的地上生物量越低；使用杀菌剂后，该抑制效应消失，表明病原菌溢出是主要驱动因素；
随着菊科凋落物多样性提高，入侵植物的黄酮类化合物和总酚含量上升，反映出明显的生长—防御权衡；
非菊科凋落物多样性增加可促进3种入侵植物生长，且杀菌处理后该趋势仍然存在；
凋落物多样性增加提高了土壤AP，其中非菊科凋落物还显著提高了NH₄-N含量；
近缘植物主要通过病原菌溢出增强抗入侵能力，远缘植物则主要通过养分富集促进入侵植物生长；
结语
该研究结果表明，近缘菊科凋落物主要通过病原菌溢出抑制入侵植物生长，并促进防御物质积累；远缘非菊科凋落物则通过养分富集促进其生长，表明植物亲缘关系会影响两种作用的相对强弱。后续可在更多植物类群和生态系统中开展长期野外实验，纳入本地植物与入侵植物的竞争，并进一步识别关键病原菌，验证该机制的普适性。
发表期刊：New Phytologist【影响因子：8.7】
研究单位：兰州大学、复旦大学、北京大学等
研究对象：3中入侵菊科植物和中国天然草地的12种本土植物（6 种菊科和6种非菊科）
使用设备：Smartchem 450 全自动化学分析仪
DOI：10.1111/nph.70563