近期，我所海岸带与海岛研究中心陈一宁研究员团队及其合作者在PNAS上发表题为“Resource-driven release from lag phase triggers the world’s fastest and largest coastal plant invasion”的研究论文。我所副研究员葛振鹏为论文第一作者，陈一宁研究员为通讯作者，合作者包括我所正高级工程师蔡廷禄以及两位全球入侵生态学领军人物David M. Richardson教授和Petr Pyšek教授。
互花米草（Spartina alterniflora）入侵中国海岸是全球有记录以来最迅猛的植物入侵事件。该物种自1979年人为引种以来，短短40年间从零星的小种群爆发式地发展为覆盖面积接近1000km2的单一群系，严重损害了中国滨海湿地的生物多样性，降低了生态系统的服务功能。互花米草不仅是全球知名的“超级入侵者”之一，也是第一批《中国外来入侵物种名单》中的重点管控对象。在因果层面理解互花米草成功入侵中国海岸的机制对互花米草防治工作至关重要。
入侵生态学在过去40年经历了迅猛的发展，已经涌现出了一大批科学假说、观测证据以及入侵数据库来尝试解释生物成功入侵的机制。然而，这些理论框架都是基于相关性证据，对这些入侵理论的因果层面的验证尚未实现。本研究首次在因果层面厘清了互花米草在中国海岸成为“超级入侵者”的机制，也证明了入侵生物性状与被入侵环境特征的高度匹配是生物入侵成功的核心原因。
本研究依托现场控制实验证实，沉积物添加（模拟快速淤积）可显著提升互花米草无性繁殖能力，促使低繁殖潜力的稀疏小斑块快速发育为高繁殖输出的密集草甸（图 1）。中国海岸具备全球高水平沉积环境，与互花米草生物学特性耦合，助力其突破小种群扩张的阿利效应约束，快速进入高繁殖体输出的入侵后期。模型表明高沉积速率能够缩短入侵滞后期（阿利效应持续时间），该预测得到中美海岸入侵时序记录的佐证（图 2）。由此，互花米草在中国海岸的入侵成为首个机制上得以阐明的超级生物入侵案例。
揭示互花米草爆发入侵机制，对我国清除后防复侵、以及其原生地（美国大西洋、墨西哥湾沿岸）种群保护均有重要意义。沉积速率是评估复发潜力的核心指标，我国海岸沉积速率空间差异显著，复发管理需因地制宜：长三角沉积速率高，须“早发现、早处置”，避免种群突破阿利效应阈值、推高治理成本。与此同时，美国原生境沉积速率持续降低，或是当地互花米草大面积衰退、生态韧性减弱的关键原因；美国东岸高度依赖该物种的护岸屏障功能，沉积物输入下降若无法遏制，或将面临类似密西西比三角洲的海岸下沉风险。综上，中美两国均需依托基于自然的解决方案，应对各自迥异的互花米草挑战。
图1互花米草沉积物添加实验：沉积物添加显著地促进了互花米草的无性繁殖而对株高没有显著影响，因此潮间带快速淤积过程可以帮助互花米草越过定植早期所受的Allee效应限制。
图2 描述互花米草与沉积物之间反馈的理论模型以及该模型的理论预测（E）得到了太平洋两岸互花米草入侵记录的证实。
论文引用：Zhenpeng Ge, David Richardson, Petr Pyšek, Tinglu Cai, Yining Chen*, 2026. Resource-driven release from lag phase triggers the world's fastest and largest coastal plant invasion. PNAS, 123(44): e2622290123.
