近日,国际顶尖期刊《科学》(Science)在线发表东北林业大学生态学院周旭辉教授团队的突破性研究成果,该研究首次通过全球尺度的系统分析,揭示了生物入侵(包括植物、动物和微生物入侵)对陆地生态系统影响的动态演变规律,颠覆了传统认知,为应对全球生物入侵危机提供了全新视角。

图片由东北林业大学提供
一直以来,生态学家比较关注“哪些物种容易入侵”,却很少系统研究“物种入侵后会造成什么影响”。周旭辉教授团队的研究填补了这一空白:他们明确区分了“物种入侵成功”和“产生生态影响”这两个既相关又不同的过程,还首次系统量化了影响生态系统变化的关键因素。
研究团队汇总分析了全球775项研究数据,涵盖超过2200个效应值,主要包括植物、动物、微生物这三类入侵者对15项关键生态系统属性的影响,最终构建了迄今为止最全面的“入侵生态影响数据库”。
研究中最关键的发现,是找到了预测生物入侵影响的“核心动态因子”——滞留时间(也就是物种入侵后停留的时间)。它对生态影响的预测能力,超越本地物种多样性、纬度、物种自身特性等传统研究因素。这一发现还揭示了一个重要规律:生态系统面对入侵时,不同部分的“反应”截然不同。一方面,土壤的理化性质(比如土壤里的有机碳、总氮含量)有“自我恢复力”。入侵植物刚开始会对这些指标产生负面影响,但6到10年后,这种影响会减弱甚至消失;另一方面,本地植物的多样性却在持续“受伤”,随着入侵物种滞留时间变长,负面效应不断加重,而且这种伤害几乎“不可逆”。这一发现也挑战了“生物入侵对生态系统的影响是单一趋势”的传统观点。
同时,研究还澄清了一个误区:生物入侵带来的影响不是随机的“生态噪声”,而由特定生态背景塑造的可预测模式。这为科学家建立新一代预测框架打下了基础。
研究成果对全球入侵物种管理具有重要指导价值:一是明确保护优先级,本地植物多样性要放在最高保护位,因为它对入侵的“抵抗力”最弱、受影响最持久;而土壤理化性质可通过适应性监测观察,不用急于干预,它可能会自然恢复。二是制定“看时间下菜碟”的策略,入侵初期(不到6年)是干预的关键期,此时行动可能阻止负面影响固化;如果入侵已超过10年,需重点关注生物多样性保护,而非土壤修复。三是关联气候变化,入侵植物和动物增加温室气体CO₂(二氧化碳)和N₂O(一氧化二氮)排放的趋势,虽需审慎解读,提示生物入侵可能加剧气候变化,需纳入碳中和战略考量。
研究也指出,目前还有知识空白,那就是全球南方地区关于生物入侵的长期研究严重不足,针对动物、微生物入侵的功能性状研究也亟待加强。研究者呼吁各国科学家加强合作,建立全球生物入侵影响监测网络,推动相关研究从“描述性科学”向“预测性科学”转变。
龙头新闻·生活报实习生:柯晶晶林坤;通讯员:张雅琪周旭辉;记者:吕晓艳