在本土湿地植物与入侵植物的较量中，杜克大学一项新研究发现，气候变化可能会使天平向入侵植物倾斜——但这更像是一场消耗战，而非正面进攻。
“地表水温、降雨模式和河流流量的变化，可能会让日本虎杖、水葫芦、忍冬、女贞及其他有害入侵物种相较适应能力较弱的本土物种占据优势。”该研究负责人、杜克湿地中心访问助理教授 Neal E. Flanagan 说。
研究发现，未来一个世纪流域受到的人为干扰增加，以及养分和沉积物径流进入河岸湿地，将进一步扩大入侵物种的优势。
“这是千刀万剐式的消亡。每项变化单独来看，或许只会给入侵物种带来微小优势，但累积起来就会形成显著影响。”论文合著者、杜克湿地中心主任兼杜克大学尼古拉斯环境学院资源生态学教授 Curtis J. Richardson 说。
作者表示，如果不加以控制，随着时间推移，这些变化将降低许多湿地中的植物多样性，并可能影响湿地缓解洪水、储存碳、过滤水污染以及为本土野生动物提供栖息地的能力。
科学家本周在《生态学应用》期刊上发表了这项经过同行评审的研究成果。
这项由美国环境保护署（EPA）资助的研究，是首个大规模田野实验，旨在模拟与全球变暖和土地利用变化相关的未来环境变化将如何影响美国东南部主要河流系统中的植物群落。
研究团队在北卡罗来纳州和弗吉尼亚州的24处河岸洪泛平原地点开展了为期三年的调查，采用植物物种和生物量调查、对水位和水温的连续实时测量，以及对长期植物丰度和生长条件的统计建模。
政府间气候变化专门委员会（IPCC）预计，到2100年，美国东南部地表水温将上升1至5摄氏度。蒸发增加将降低地表水基流；而降水量增加5%至30%（主要以强风暴形式出现）将导致水文脉冲，即水位突然、短暂上升。
Flanagan 说，随着这些变化发生，湿地土壤在春季回暖的年度时间将出现波动，可能不再与河流水位下降的时间同步。
这种不同步会影响所有洪泛平原植物，但入侵物种天生具有的表型可塑性使其比本土物种更能适应这种变化；本土物种发芽则既需要裸露的土壤，也需要较高的温度。
随着本土物种的发芽率下降，入侵物种将趁虚而入、填补空缺；上游农业及其他干扰产生的径流将大量养分带入湿地，助长其数量增长。
“这些发现凸显了我们需要更好地理解气候、土地利用和养分管理之间的相互作用，以维持本土河岸植物群落的存续能力。”Richardson 说。
Richardson 补充说：“这项研究的独特之处在于，我们利用一系列自然存在的河岸湿地，模拟了未来一个世纪内 IPCC 预测的水温和水流变化所造成的长期影响。”
他说，研究使用的24处湿地中，有18处位于至少50年前修建的大坝或发电厂下游。其中10处被归类为暖水地点，因为上游大坝或发电厂排回河流的水经过蒸汽轮机加热，或取自水库较高处——那里的水温较高。
另外8处湿地被归类为冷水地点，因为上游大坝从水库较深处抽取出流水，那里水温比暖水地点低5摄氏度以上。
Richardson 说：“这让我们能够模拟水温长期变化对本土和入侵物种丰度的影响。”所有18座大坝都对出流水量进行调控，因此研究团队能够模拟预测中的基流降低和风暴流量增加所造成的影响。研究中的6处湿地位于没有大坝的河流上，作为对照地点。
本文由 杜克大学合作发布。本文发表并不意味着世界经济论坛认可其中观点。
想及时了解论坛动态： 订阅我们的每周简报。
作者：Curtis J. Richardson 是资源生态学教授，也是杜克大学尼古拉斯环境学院杜克大学湿地中心的创始主任。Neal Flanagan 是杜克大学访问助理教授。
图片：2010年1月23日，托斯卡纳波尔图埃尔科莱的费尼利亚海滩景观。路透社/Tony Gentile。
