Ecology Letters封面 | 非本地植物为什么能够对生物群落产生更大的影响？
（本文发布在微信公众号 ，https://mp.weixin.qq.com/s/QAAXz4LUTGGE-2tj9W4tRw）
导读引言：
最新一期（2019年8月，第22卷第8期）的封面文章刊发了来自美国地质勘探局柯林斯堡科学中心和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的题为“Non-native plants have greater impacts because of differing per-capita effects and nonlinear abundance–impact curves”（差异化的个体平均效力和非线性的丰度-影响曲线导致非本地植物拥有更大的影响）的最新研究，研究通过对美国伊利诺斯州南部湿地样地的长期观测，利用多年多地点的纵向数据，表明非本地种相比本地种往往能达到更高的丰度，具有更大的个体平均效力（per-capita effect），其中非本地种丰度-物种多度的非线性关系也导致非本地种相比本地种丰度增多时对生物群落具有更大的影响，研究也支持非本地种在当地的生态进化上的新特性是其影响外部群落的重要驱动力。
论文信息：
Pearse, I.S., Sofaer, H.R., Zaya, D.N., Spyreas, G., 2019. Non-native plants have greater impacts because of differing per-capita effects and nonlinear abundance–impact curves. Ecology Letters 22, 1214–1220. https://doi.org/10.1111/ele.13284
摘要翻译：
入侵性的非本地物种可以降低当地物种的丰度和多样性，进而对生物群落产生巨大的影响。然而，这种影响产生的原因还不清楚：是因为非本地种种群具有较高的丰度，还是因为非本地种与本地种相比对共存物种存在偏向性的影响（更高的个体平均效力）？基于一项长期的湿地研究，我们试图解答优势的本地种和非本地种的时间变异如何影响群落里其他植物的丰度和多度。相比本地种，非本地种可以到达更高的丰度，也具有更大的个体平均效力。以植物多度作为影响参照指标的植物丰度-影响关系是非线性的。因为非本地种有更高的个体平均效应和非线性的丰度-影响关系，增加非本地种的丰度比增加本地种的丰度更会导致群落物种多度的急剧降低。我们的研究支持非本地种的生态进化新特性作为其对群落剧烈影响的一个驱动因子。
小编导读：
深入了解外来植物如何在新的群落里的定居、建立种群、增加丰度以及对群落产生影响， 是有效管理入侵植物的前提。以往研究往往通过增加或者移除非本地植物来研究非本地种对群落的影响，这种方法难以评估非本地种和本地优势种对群落影响的差异。直观地，我们可以提出一个小问题“非本地种在丰度上的改变对群落的影响，是否与本地种的同等改变造成的影响相似？”
为评价这种影响，研究者借鉴了原始Parker公式（impact = abundance * per‐capita effects * range size）里的概念，其中range size指的是面积；abundance指的是丰度，一般来说是个体数目，也可以是生物量，或是其他相关指标，比如这篇论文中实际用到的是盖度（cover）；而对应的per‐capita effects是指单位面积单位丰度下的影响，所以推文中暂且翻译为“个体平均效力”；而这种影响的量化指标取决于研究的层次（个体、种群遗传、种群动态、群落和生态系统），论文中研究的是群落层次，所以选用的指标是丰度（考虑到不同植物的大小差异，采用的盖度）和多样性（主要是多度）。实际上，个体平均效力可能随丰度变化，丰度-影响曲线也不一定是直线，Parker公式也有很多改良版。
研究者假设非本地种有着不同的个体平均效应，主要依据两点，一是非本地种与本地其他物种没有协同进化的历史，因而具有一些天然的优势(比如新奇武器)，使得本身具有更大的个体平均效应（原文图1a）；二者，即使非本地种和本地种拥有相同的丰度-影响曲线，但如果这种关系是非线性的，能够达到更大丰度的非本地种就拥有了更大的个体平均效应（原文图1b）。论文原文中有理论模型的精美图解和例子。
研究基于CTAP（Critical Trends Assessment Program）湿地观测项目，从1997年到2017年对157个湿地地点进行了四轮样带-样方调查，研究者选取了11个本地的和5个非本地的在时间上有盖度变化的优势物种作为目标物种，选取含有1个以上的群落作为研究对象，一共获取了2358条目标物种-群落观测记录。
之前研究表明空间变异对生态因子和群落特征有着重要的影响，为消除这种影响，研究者重点关注了各个地点内的时间变异，对纵向数据进行了地点内均值中心化处理，以线性混合模型分析均值中心化丰度、来源地、绝对丰度等对群落内其他物种的丰度与多度的效应大小（原文表1），并分别对目标物种均值中心化丰度（原文图2，反映时间规律）和绝对丰度（原文图3，反映空间规律，而且也添加了各空间区间内的时间变化规律以展示丰度-影响的非线性关系）做了可视化。
结果表明，同一地区内的时间序列上，群落内其他物种的丰度和多度均随本地种或非本地种丰度的增加而减少，其中受非本地种影响更为剧烈（原文图2），同时非本地种在群落内会达到更高的丰度。目标物种绝对丰度的变化并不影响以群落物种丰度为指标的丰度-影响关系，但会影响以群落物种多度为指标的丰度-影响关系，这种非线性关系具体表现为当目标物种丰度较高时，群落物种多度下降更快（原文图3）。
综上，以其他物种丰度衡量群落影响时，符合原文图1理论模型（a）中的非本地种（3），而以其他物种多度衡量群落影响时，符合原文图1理论模型（b）中的非本地种（3）。研究这也认为论文中使用的丰度-影响关系分析框架也可以应用到群落构建和功能的研究中去。
原文图1 目标物种多度-群落影响关系图，（a）表示线性关系，（b）表示非线性关系。
原文图2 目标物种均值中心化丰度与群落物种丰度和多度的关系
原文图3 目标物种绝对丰度与群落物种丰度和多度的关系
