文献速读

该研究以贵阳城市荒地为对象，沿500 m×500 m不透水面梯度调查107种草本植物（80种本土、27种外来），量化10个功能性状、群落加权均值、Z值与Schoener’s D生态位重叠，并解析土壤C、N、P、K的驱动作用。结果显示：高不透水面增强生境过滤而非生态位分化，使外来与本土物种功能生态位重叠上升，推动生物同质化；外来植物株高随不透水面增加，叶长下降；土壤碳提高植物的比叶面积、降低外来植物叶干物质含量，并降低外来—本土生态位重叠；土壤氮增加植物的叶厚度。研究提示，高不透水面荒地可通过提升土壤碳（如有机改良、保留凋落物）促进功能分化、削弱外来竞争优势。

正文导读

一、研究背景与科学问题

城市荒地是由废弃、低效利用或退化土地形成的过渡性生态空间，通常管理粗放，允许自生植被发育，是城市草本植物多样性的重要庇护所。然而，城市荒地也面临不透水面扩张、土壤压实、养分改变和频繁干扰等压力，是外来植物的入侵热点。已有研究多关注单一环境梯度下外来—本土植物竞争，或城市化与外来植物对本土多样性的独立影响，但对城市荒地多重胁迫下，城市化如何调控外来与本土植物的功能差异和生态位关系，仍缺乏系统认识。

在不透水面导致的环境过滤下，外来与本土植物的生态位重叠增强，资源竞争与生境同质化加剧。外来植物可能因更强的表型可塑性而更适应城市条件。研究以贵阳为案例，围绕三个研究目标展开：一是比较城市荒地中外来与本土草本的功能性状差异；二是不透水面梯度如何影响这些性状变化及其驱动因子；三是揭示外来—本土植物生态位关系沿不透水面梯度的变化及驱动机制。

二、研究设计

研究将贵阳市区划分为6466个500 m×500 m网格，基于2022年不透水面数据划分四级梯度：开放空间（<20%）、低强度（20%–49%）、中强度（50%–79%）和高强度（80%–100%）。在城市化梯度上按荒地实际分布随机设置样地，共100个，样地间距>500 m。调查记录样地中的草本植物种类与多度，并区分本土与外来种。测定10个植物功能性状：株高、叶长、叶厚、叶面积、叶干物质含量、比叶面积、叶氮、叶磷、叶碳及碳氮比。同时采集0–5 cm土壤，测定有机碳、全氮、全磷、全钾。分析采用主成分分析、群落加权均值、零模型Z值、Schoener’s D生态位重叠、广义线性模型和冗余分析等。

三、主要结果

共记录107种草本植物，其中本土80种、外来27种。主成分分析中，PC1与PC2共解释37.7%的性状变异。PC1代表从保守资源策略到快速获取策略的梯度，本土与外来种无显著差异；PC2关联植株大小与比叶面积，外来种得分显著较低，但效应量很小，分布重叠达91.7%，说明二者整体叶经济策略相似，实际生物差异有限。

沿不透水面梯度，外来种平均株高持续增加，本土种仅从最低到中等强度显著增加；本土与外来种叶长均随不透水面升高而下降。高不透水面下，Z值降低、Schoener’s D升高，表明生境过滤增强，外来与本土功能生态位重叠加剧。土壤碳升高与双方比叶面积增加、外来种叶干物质含量降低相关，同时降低外来—本土生态位重叠；土壤氮升高则与双方叶厚增加相关。冗余分析显示，仅外来种功能组成受环境因子显著影响，不透水面、土壤有机碳和土壤钾分别解释12%、8%和5%的变异；本土种功能组成无显著响应。此外，仅土壤全氮含量对本土物种丰富度有显著负效应。

四、机制讨论与管理启示

作者认为，高不透水面下的强生境过滤使外来与本土物种在功能空间上趋同，导致生态位重叠上升和生物同质化。尽管高重叠通常预示竞争排斥，但城市荒地频繁的人为干扰不断重置竞争等级，释放光、空间和养分等资源，使重叠物种可暂时共存。外来种如藜和一年蓬等具有较高比叶面积，能快速利用资源脉冲，在干扰环境中反复建立。外来种株高随不透水面增加，可能有利于高干扰环境中的光竞争，也反映其较强的表型可塑性。管理建议：低至中城市化地区荒地是外来种比叶面积和碳氮比升高的关键区，应加强早期监测，防止外来扩张；高城市化地区荒地若未来用途不确定，可考虑被动管理自然演替，但若需主动干预，可目标移除外来植物并提升土壤碳，以促进功能分化、降低外来竞争优势。

五、局限与展望

研究以二维不透水面覆盖表征城市化，未纳入天空视角因子、微气候、土壤生物、pH、重金属和电导率等变量；土壤生物因子未测定，可能掩盖微生物介导的碳效应；采样为单时点，难以解析时间动态。未来需结合三维城市形态、采用微气候监测和更全面的土壤理化生物指标，进一步理解外来种性状可塑性与本土种适应阈值，为城市荒地生物多样性管理提供更精细依据。

论文信息：

英文题目：Functional trait responses and niche dynamics of native and alien herbaceous plants across urbanization gradients in wastelands

所有作者：Jingrong Yin（尹静蓉），Xinhai Lin（林心海），Mengli He（何梦丽），Bingxia Zhang（张冰霞），Jingyi Yang*（杨静怡*）

期刊全称：Journal of Applied Ecology

DOI：10.1111/1365-2664.70542

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期刊简介

Journal of Applied Ecology (JAE) 是英国生态学会（British Ecological Society）旗下知名期刊，专注发表生态科学与自然环境管理交叉领域的原创性、广泛性研究成果。期刊覆盖应用生态学各生态领域与主题，重点关注应对气候变化、生物多样性保护以及自然对人类多元贡献等全球性挑战，是应用生态学领域的重要国际学术交流平台。

2025 JIF：5.3 ｜ CiteScore：8.8

https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/journal/13652664

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