互花米草入侵长江口盐沼不同植物群落对底栖食物网的影响及其机制

Trophic and non-trophic effect were important pathway which affect food web by plant invasion, and has become a hot debate in the research field of invasion biology. Many studies showed food web have different response to exotic plant invasion in different habitats. The different effects and relative contribution of the two effect pathway on food web changes are still unclear. This project plan to study the effect and mechanism of the invasive Spartina alterniflora on benthic food web in different native plant communities at the Yangtze River estuarine marshes. By stable isotope, fatty acid and stomach contents analyses, quantitative analyze the change of benthic community structure, food resource composition and feeding relationship by plant invasion. At the same time, environmental factors analysis used to explore the food web changes by non-trophic effect, and stable isotope tracer control experiment used to analyze the driving process of trophic effects on food web. This study will also reveal the different mechanism of food web changes when compare different native plant community with invaded community, and provide important cases for explaining the underlying mechanisms of invasive plant affect ecosystem structure and functions.

营养作用和非营养作用被认为是入侵植物对食物网影响的两种重要途径，是近年来入侵生物学领域的一个研究热点。诸多研究表明外来植物在不同入侵地导致食物网出现不同的响应，在此过程中，两种作用途径对食物网变化的贡献差异尚不清楚；而这对解释外来植物入侵对生态系统后果的产生机制非常重要。本项目拟以外来植物互花米草入侵长江口盐沼为切入点，应用稳定同位素、脂肪酸和胃含物分析方法，研究其在入侵海三棱藨草、芦苇、糙叶苔草以及微藻类植物群落后对底栖食物网的影响，定量分析生物群落结构、食源组成、取食关系变化。同时通过环境理化因子的分析研究非营养作用对食物网变化的驱动作用，通过稳定同位素标记示踪研究营养作用对食物网的驱动过程，从而探讨植物入侵对食物网的影响作用机制，为阐明外来植物影响生态系统结构和功能的过程及机制提供重要案例和科学依据，并可望在入侵生物学领域取得原创性成果。

外来植物入侵对食物网具有重要的影响。然而，关于入侵植物是通过营养作用还是非营养作用来影响食物网仍存在较大争议。在不同植物群落中两种作用的贡献不同，导致食物网出现不同的响应。已有的相关研究多是比较某一土著植物群落与入侵植物群落之间的食物网差异，而关于同一外来植物入侵到不同土著植物群落对食物网造成的影响和机制少有关注，换言之，两种作用途径对食物网的贡献差异尚不清楚。.　　本研究分析了外来植物互花米草入侵长江口海三棱藨草、芦苇、潮沟以及裸地等不同的生境后对底栖食物网的影响，定量分析了生物群落结构、食源组成、取食关系的变化，探讨了植物入侵对食物网的影响机制。.　　研究结果表明，互花米草入侵改变了底栖动物消费者的群落结构和食源基础，从而影响食物网结构和功能，并且这些变化在不同生境之间具有差异性。底栖动物的总密度在裸地中最低（212±30 ind. /m2），在潮沟中最高（1067±219 ind. /m2），在互花米草生境中（463±82 ind./m2），比邻近的芦苇（727±158 ind./m2）和海三棱藨草生境中（549±94 ind./m2）分别低36%和16%。底栖动物群落结构在有植被生境与无植被生境之间差异显著。在潮沟与裸地生境中SOM是底栖动物的主要食源（>50%），其他食源的贡献较少（<10%）；在芦苇和海三棱藨草生境中，底栖藻类的贡献较高（>20%）；在互花米草中，植物碎屑成为基础食源（>50%），说明一些物种的食性随着植物入侵而发生转变，食物网的营养基础从基于沉积有机物向基于植物碎屑转变。另外，不同生境中的底栖动物消费者对来自互花米草碎屑的利用具有差异。.　　因此，本项目研究结果表明互花米草入侵不同生境可通过不同的机制影响底栖食物网。在无植被生境中，消费者食性以及动物群落结构的改变共同作用引起食物网的变化；在土著植物群落中，食物网的变化主要是由于基础食源的改变通过上行效应引起消费者食性发生变化。 因此，深入了解多种生境下植物入侵对食物网的影响差异及其途径，将为更全面地认识植物入侵的生态系统后果与机制提供依据。