生物入侵对全球的生物多样性、生态系统服务与功能、社会经济以及人类健康造成了重大威胁。如何制定最佳的管理方案，从而有效地防控生物入侵是当前亟待解决的生态学难题。如何有效抑制入侵植物的种群生长率是这一难题背后的核心科学问题之一。
兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室、草地农业科技学院、草地微生物研究中心李守丽教授及其合作者综合利用种群生态学理论、数学模型、统计学等多学科交叉融合的手段，创新性地提出了一种新的方法和理论体系，定量研究了杂草入侵的生态学过程和干预过程的不确定性对入侵植物的种群增长率和生物入侵防控效率的影响机制，有效提高了入侵杂草的控制管理效率。
该研究随后以入侵有害杂草垂花飞廉(Carduus nutans L.)的防控管理为例来验证该理论体系。垂花飞廉入侵受过干扰的牧场、农田和自然栖息地，多刺的叶子和茎阻止牲畜采食，降低牧场生产力，是一种严重影响农业和畜牧业的入侵有害杂草。研究利用鞘翅目的两种象鼻虫（Trichosirocalus horridus and Rhinocyllus conicus）和双翅目的一种蝇(Urophora solstitialis)抑制杂草垂花飞廉的种群生长率，定量研究不同生物防控干预措施的有效性、不同有效性水平下的生物防控干预措施对种群生长率的影响。
该研究发现，以前的生物入侵控制管理存在一个误区，即：传统观点认为同一入侵物种可采用同样的干预措施在不同入侵地进行控制管理。然而，研究发现垂花飞廉的生物防治在澳大利亚非常成功但在新西兰并没有成功的主要原因是驱动入侵成功的关键种群过程不同。种群敏感性分析显示，澳大利亚种群的快速增长主要是小幼苗的快速更新和生长驱动，而新西兰的种群则主要是由大个体的存活和繁殖驱动。因而在不同的入侵地沿用同一控制方法势必会失败。此外，所用的干预措施在不同环境下实际达到的效率的不同，也会影响入侵杂草的控制。基于价值理论分析，有效解决种群过程不确定性和管理过程不确定性，可以使垂花飞廉的控制管理效率提高15.6%。这一发现强调了杂草入侵的生态学过程和干预过程的不确定性对生物入侵防控管理的重要性，对成功控制入侵种在不同地区的扩散至关重要。
Figure 1. Invasive plant Carduus nutans and its biocontrol agents
近日，上述研究成果以《权衡未知：基于信息价值理论的生物学不确定性和干预不确定性在入侵管理中的应用》“Weighing the unknowns: Value of Information for biological and operational uncertainty in invasion management”为题在线发表于刊物《应用生态学杂志》Journal of Applied Ecology。兰州大学李守丽教授为第一作者兼通讯作者。合作者包括美国宾夕法尼亚州立大学约瑟夫·凯勒（Joseph Keller）博士和卡特里奥娜·西亚（Katriona Shea）教授，美国地理调查局迈克尔·C 龙格（Michael C. Runge）研究员。
这一研究成果为入侵杂草管理策略的制定提供了新的理论方法和重要技术基础，加深了对入侵杂草和生物防控昆虫之间互作关系的理解，拓宽了生物入侵控制管理的研究领域，为深入研究生物入侵防控管理提供了模板；同时，这一理论也可以广泛应用于濒危物种保护和生态恢复，对草地生物多样性保护和草地畜牧业的健康发展具有重要意义。
该研究受到了国家自然科学基金（31971423）等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1111/1365-2664.13904
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