Non-native plants erode the stabilizing effects of biodiversity
本研究表明，非本土植物在全球范围内的扩散通过改变群落资源利用策略并破坏物种多样性维持生态系统稳定性的机制，削弱了生物多样性的稳定作用。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
几十年来，生态学家们一直持有这样一个令人安心的想法：自然界在物种多样性较高时会更加稳定。正如多样化的投资组合能保护一个人免于财务崩溃一样，一个拥有多种不同植物物种的群落也被认为能保护生态系统免于崩溃。当一种植物因干旱或害虫而生长艰难时，另一种植物可能会茁壮成长，从而维持整个系统的平稳运行。这一被称为“生物多样性-稳定性关系”的概念表明，草甸或森林中物种的绝对数量起到了缓冲作用，能够抵御不断变化的世界所带来的混乱。但这一理论主要是在由本土植物（即在特定地点进化了数千年的物种）组成的群落上进行的测试。随着世界的变化，这些本土群落正越来越多地被从其他大陆带来的非本土植物加入，有时甚至是被其取代。一个关键的问题仍悬而未决：由本土植物和非本土植物组成的混合体是否能提供与纯本土群落相同的保护，还是说这些新来者的出现改变了游戏规则？
一项由威斯康星大学麦迪逊分校及全球其他机构的研究人员领导的新研究，旨在通过观察现实世界而非仅仅在理论上来回答这个问题。该团队分析了来自全球 1-142 个陆地样点的资料，涵盖了超过 11,000 个局部植物群落。这些样点来自两个规模巨大的长期监测网络：美国的国家生态观测网络（NEON）和全球养分网络（Nutrient Network）。通过对这些群落进行多年的追踪，研究人员可以观察植物种群是如何波动的，以及整个群落随时间推移是如何维持稳定的。他们将发现的每种植物分类为本土或非本土，从而可以将纯本土群中与非本土物种占据主导地位的群落进行对比。
研究人员发现，非本土植物的存在从根本上削弱了生物多样性的稳定力量。在由本土物种主导的群落中，拥有更多不同类型的植物确实能使生态系统更加稳定。然而，随着非本土植物变得越来越普遍，这种正向关系开始受到侵蚀。非本土物种接管得越多，群落利用其多样性来缓冲环境变化的能力就越弱。这不仅仅是简单的非本土植物一对一替换本土植物的问题；研究表明，非本土物种在功能上并不等同于它们所取代的本土植物。它们对生态稳定的贡献方式也不同。
为了理解为什么会发生这种情况，科学家们观察了植物的具体特征，例如生长速度、持水能力，以及它们在构建强壮茎部与产生叶片之间投入能量的比例。他们发现，非本土植物倾向于采取一种“快速”策略。它们生长迅速，激进地攫取资源，并且在构建坚固、持久的结构方面投入较少。相比之下，这些群落中的本土植物通常遵循“保守”策略，生长较慢，但能构建出耐用的组织，帮助它们在严酷条件下生存。当非本土植物入侵时，它们会将整个群落转向这种快速、掠夺式的风格。这种策略的转变改变了生态系统运作的机制。
研究显示，这种策略的转变破坏了通常维持生态系统稳定的特定路径。在一个健康的本土群落中，多样性通过两种主要方式稳定系统。首先，它有助于单个植物种群保持稳定；如果某个物种经历了一个糟糕的年份，具有不同需求的其它物种可能会表现良好，从而保持总生物量的稳定。其次，它创造了一个安全网，使不同的物种以不同步的方式波动，因此当一个物种下降时，另一个会上升。研究人员发现，非本土植物严重削弱了第一条路径。由于这些生长快速的入侵者对环境条件非常敏感，它们的种群数量每年都会剧烈波动。这种波动性拖累了整个群落的稳定性。虽然第二条路径（即物种相互补偿的路径）在某种程度上仍然保持完整，但第一条路径的丧失足以破坏生态系统的整体稳定性。
这意味着，仅仅计算入侵区域内的物种数量可能会产生误导。一个草甸可能仍然拥有大量的不同植物，但如果其中许多是非本土入侵者，具有不稳定且快速周转的生命周期，那么生态系统就会失去韧性。研究表明，非本土物种不能被视为本土生物多样性的简单替代品。它们带来了一套不同的规则，可能会打破自然用来保护自身的机制。随着气候变化和人类活动不断将非本土植物传播到新区域，这项研究强调了入侵带来的隐藏代价：它不仅改变了那里有哪些植物，还改变了这些植物为了维持生态系统运转而相互作用的方式。保护本土生物多样性不仅是关于拯救单个物种，更是关于保护那些让自然得以持久存在的复杂且具有稳定作用的关系。
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