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根据当代物种共存理论（MCT，Modern Coexistence Theory），种内和种间相互作用共同决定了竞争的结局。而在以往有关植物入侵的相关研究中，常通过测量竞争影响（CE，Competitive Effect）和竞争响应（CR，Competitive Response）来判断竞争的结局（CE-CR）。本研究结合理论推导和配对竞争实验，首次比较了定性方法（CE-CR）和定量方法（MCT）在预测竞争结局方面的有效性。首先，我们通过理论推导发现CE和CR只是种间竞争系数的近似值，因此，根据MCT可以预测，仅仅使用CE和CR不能准确预测外来种和本地种的入侵结果。其次，本研究选取了5个本地种和5个外来种开展配对竞争实验，分别在MCT框架和CE-CR框架下获取这些互作物种的竞争结局。结果发现，CE-CR框架预测的入侵结局与MCT框架预测的结局仅部分一致。因此，建议应尽可能采用定量方法进行生物入侵结局的预测，以期更全面地了解和预测生物多样性的改变。
中文题目：外来种和本地种的竞争影响和响应是否可以准确预测入侵的结局？
英文原题：Can competitive effects and responses of alien and native species predict invasion outcomes?
通讯作者：储诚进，中山大学
第一作者：吴婷婷，中山大学
李远智，中山大学
关键词：生物入侵；竞争影响；竞争响应；生物互作；物种共存
背景介绍
外来种为什么能够入侵成功，一直是入侵生态学和保护生物学探究的基本问题之一。外来种和本地种之间的相对竞争能力，被认为是外来种能否入侵成功的关键因素。竞争影响（CE）和竞争响应（CR）是竞争能力的两个关键组成部分。以往研究表明，具有高CE和/或低CR的外来物种能够成功入侵本地种。然而，迄今尚无实证研究检验这一假设以及探究CE-CR框架与物种共存理论MCT框架所预测的入侵结果是否一致。为填补这一研究空白，我们开展了一项由5个外来种和5个本地种组成的配对竞争实验，并分别根据CE-CR框架和MCT框架预测了入侵的结果。
研究成果
首先，通过理论推导发现先前研究中测量的CE和CR只是种间竞争系数的近似值，因此无法准确预测入侵的结果。其次，基于配对竞争实验发现，与理论推导证明一致，即CE-CR框架预测的入侵结果与MCT框架预测的入侵结果只是部分一致。具体而言，研究发现具有低CR和高CE的外来物种倾向于排除本地物种，而具有高CR和低CE的外来物种则可能被本地物种排除；然而，在MCT框架下预测为稳定共存和优先效应的物种对并未出现在CE-CR框架预期的左下角和右上角区域（图1）。尽管CE-CR框架存在理论缺陷，但在预测入侵结果方面仍具有一定的参考价值，特别是在缺少内禀增长率和种内竞争系数等信息的情况下。
图1 预测外来种和本地种竞争结局的理论框架（图1a,b）和实验验证(（图1c,d）)
研究意义
本研究首次比较了定性（CE-CR）和定量（MCT）方法在预测入侵结果方面的表现差异；建议未来研究应尽可能采用定量方法如MCT预测入侵结果，以期更全面地了解和预测生物多样性的改变，为未来全球生物多样性保护和管理指明方向。
主要作者简介
储诚进 中山大学生态学院教授，博士生导师。国家杰出青年科学基金（2019）获得者，并主持国家自然科学基金优秀青年项目（2016）；曾获中国生态学学会第三届青年科技奖。主要研究方向为生物互作网络、生物多样性维持与生态系统功能稳定性等。在National Science Review, Science Advances, Nature Communications, Ecology Letters, Ecology等主流期刊发表学术论文100余篇。目前担任Fundamental Research, Journal of Ecology, Journal of Plant Ecology等期刊编委, 入选 National Science Review学科编辑工作组。
吴婷婷 中山大学生命科学学院博士研究生，主要研究方向是植物入侵与物种共存。
李远智 中山大学生态学院副教授，硕士生导师。获国家自然科学基金青年基金项目（2019）和面上项目资助（2022）。主要研究方向是从物种间相互作用（尤其是间接相互作用，如高阶相互作用）和功能性状两个角度，研究群落组装和物种共存机制。在National Science Review, Ecology, New Phytologist, Journal of Ecology等生态学主流期刊发表多篇学术论文。
引用本文
Tingting Wu, Yuanzhi Li , Marc W. Cadotte et al., Can competitive effects and responses of alien and native species predict invasion outcomes? Fundamental Research, doi.org/10.1016/j.fmre.2024.05.001.
原文链接（复制到浏览器中查看）：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325824002061
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