2025年11月,深圳大學(xué)生命與海洋科學(xué)學(xué)院濱海紅樹(shù)林濕地課題組在Journal of Plant Ecology(中科院大類(lèi)和小類(lèi)生態(tài)學(xué)一區(qū),TOP期刊),發(fā)表題為“Trait-environment interactions mediate the encroachment of an exotic tree in coastal wetland transition zones”的研究論文,揭示了外來(lái)紅樹(shù)植物無(wú)瓣海桑(Sonneratia apetala)在濱海濕地交錯(cuò)帶中快速擴(kuò)張的機(jī)制,為紅樹(shù)林保護(hù)與科學(xué)管理提供了理論支持與政策建議。

紅樹(shù)林生長(zhǎng)分布在高脅迫的生境中,傳統(tǒng)觀(guān)念認(rèn)為其可以抵御植物入侵(即“紅樹(shù)林入侵抵抗范式”)。然而,外來(lái)紅樹(shù)植物無(wú)瓣海桑(Sonneratia apetala)正在不斷侵占中國(guó)南方本土灌叢紅樹(shù)林和互花米草(Spartina alterniflora)叢,形成廣布的“鹽沼-紅樹(shù)林”交錯(cuò)帶。目前,驅(qū)動(dòng)無(wú)瓣海??焖偃肭值臋C(jī)制尚不明確。通過(guò)在野外不同生境中的移植實(shí)驗(yàn),我們的研究發(fā)現(xiàn):(1)沿不同光照梯度,無(wú)瓣海桑的相對(duì)生長(zhǎng)速率比白骨壤高5–10倍;(2)無(wú)瓣海桑在本土灌叢紅樹(shù)林和互花米草叢生境中的建植率超過(guò)50%,而白骨壤的建植率為0;兩者在郁閉林下生境的建植率均為0。研究結(jié)果表明無(wú)瓣海桑可以在低光生境中揀植并維持較高的相對(duì)生長(zhǎng)速率。

不同生境中無(wú)瓣海桑和白骨壤的相對(duì)生長(zhǎng)速率和建植率
基于功能性狀的方法,我們結(jié)合野外移植和溫室遮光模擬實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析了入侵種無(wú)瓣海桑與本土種白骨壤(Avicennia marina)的性狀-環(huán)境互作關(guān)系。(3)無(wú)瓣海桑的性狀綜合征—快速生長(zhǎng)能力、獲取型葉性狀(光合速率高、比葉面積大、葉片壽命短)以及偏向地上部分(莖干)的生物量分配策略,該性狀綜合征將光可利用性與幼苗建植過(guò)程緊密關(guān)聯(lián);與此相反,白骨壤的保守型葉性狀(葉干物質(zhì)含量高、葉片壽命長(zhǎng))及偏向地下部分(根系)的生物量分配策略,則使其生長(zhǎng)與建植過(guò)程解耦(圖3)。

結(jié)構(gòu)方程模型(SEM)揭示光照與植物性狀對(duì)(a)無(wú)瓣海桑和(b)白骨壤相對(duì)生長(zhǎng)速率及建立過(guò)程的直接與間接影響
無(wú)瓣海桑的性狀綜合征使其在低光生境(灌叢紅樹(shù)林和互花米草叢)中實(shí)現(xiàn)整株生長(zhǎng)最大化(圖4),這對(duì)傳統(tǒng)的“紅樹(shù)林入侵抵抗范式”構(gòu)成了挑戰(zhàn)。此外,多維度的“性狀-環(huán)境-生長(zhǎng)表現(xiàn)”互作關(guān)系,可能是全球范圍內(nèi)強(qiáng)入侵性物種成功入侵的共同機(jī)制。研究結(jié)果表明,針對(duì)該案例,治理的重點(diǎn)是在無(wú)瓣海桑幼苗達(dá)到“逃逸高度”前將其清除,并保護(hù)原生紅樹(shù)林植被的完整性。
概念圖總結(jié)了功能性狀對(duì)光照響應(yīng)的差異如何驅(qū)動(dòng)外來(lái)紅樹(shù)植物無(wú)瓣海桑和白骨壤的建植過(guò)程以及二者的生長(zhǎng)適應(yīng)策略
濱海紅樹(shù)林濕地課題組博士后彭丹為第一作者,論文共同作者包括美國(guó)休斯敦大學(xué)Steven C Pennings教授,周海超研究員和廈門(mén)大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院張宜輝教授為論文共同通訊作者,深圳大學(xué)為第一完成單位。本研究獲博士后面上項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。
論文鏈接(DOI):https://doi.org/10.1093/jpe/rtaf179