在生物入侵生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域，本地生物多樣性與外來(lái)生物入侵之間的關(guān)系長(cháng)久以來(lái)成為群落可入侵性探討的焦點(diǎn)問(wèn)題。1958年，英國生態(tài)學(xué)家Charles Elton提出經(jīng)典的“多樣性-入侵性”假說(shuō)，認為本地群落物種多樣性越高對外來(lái)生物入侵的抵抗能力越強。盡管該假說(shuō)被提出之后得到了許多模型或實(shí)驗研究的支持，但是一方面，實(shí)驗大多在驗證“多樣性-入侵性”的負相關(guān)關(guān)系，未具體探究其機制；另一方面，理論都以資源競爭作為機制來(lái)探討“多樣性-入侵性”的關(guān)系，忽略了天敵（例如土壤微生物）介導的競爭。

　　針對以上研究缺口，中科院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所生物入侵生態(tài)學(xué)研究團隊與德國康斯坦茨大學(xué)生態(tài)學(xué)研究團隊借鑒植物-土壤反饋的研究方法，利用溫室控制實(shí)驗，探究了本地植物多樣性如何通過(guò)土壤微生物調控外來(lái)植物的入侵過(guò)程。實(shí)驗第一階段，研究人員利用不同的本地植物物種馴化土壤微生物群落，并測定了不同植物馴化后的土壤微生物群落多樣性。實(shí)驗第二階段，研究人員將來(lái)自不同植物馴化過(guò)的土壤人工混合，組成不同的植物多樣性梯度的馴化土壤（分別是多樣性1、2和4），然后在這些土壤里種植外來(lái)植物，并測定其生長(cháng)表現。

圖一 實(shí)驗設計概念圖

　　研究結果表明，與低多樣性的本地群落（兩種本地植物馴化的混合土壤）相比，高多樣性的本地群落（四種本地植物馴化過(guò)的混合土壤）對外來(lái)植物的抵抗更高。本地植物根際土壤微生物群落分析結果進(jìn)一步表明，不同本地植物馴化過(guò)的土壤真菌病原體群落組成存在顯著(zhù)差異。因此，研究人員推斷本地植物物種多樣性越高的植物群落，可能具有更高的植物病原體多樣性，因而對外來(lái)植物產(chǎn)生負反饋效應更強。本研究首次揭示，土壤微生物介導的外來(lái)植物和本地植物之間的競爭是“多樣性-入侵性”之間負相關(guān)關(guān)系的潛在機制。

圖二 不同本地植物多樣性梯度馴化土壤下外來(lái)植物的地上生物量差異

圖三 不同本地植物馴化過(guò)的土壤細菌（a,d），真菌（b,e）和真菌病原體（c,f）群落組成的差異（β多樣性和非共享的ASV）。不同顏色代表不同本地植物。NMDS圖中，不同點(diǎn)代表土壤樣品。

　　該研究由德國康斯坦茨大學(xué)張致杰博士（第一作者）、中科院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所劉艷杰研究員（通訊作者）等共同完成，研究成果于近期發(fā)表在國際生態(tài)學(xué)經(jīng)典期刊Ecology上。論文信息如下：

　　Zhang Z., Liu Y.*, Brunel C. and van Kleunen M. (2020) Evidence for Elton’s diversity‐invasibility hypothesis from belowground. Ecology, https://doi.org/10.1002/ecy.3187.