红树林作为全球土壤碳密度和固碳速率最高的生态系统之一，具有极高的生态服务价值。受人类活动影响，红树林面积正在以每1-2%的速度急剧减少。为了恢复红树林生态功能，中国及许多国家开展了大量针对红树林的生态修复工程。然而，为快速增加红树林的覆盖面积，许多修复工程引进了速生外来种，忽视了外来红树物种对本土红树物种的潜在入侵风险。

针对外来红树物种的入侵风险问题，清华大学林光辉教授研究组利用中国海南岛红树林拉关木及多个本土红树林物种的叶片气孔特征、气体交换参数、稳定同位素比率、碳氮分配等数据，力求揭示拉关木快速扩张的叶片气孔生理生态微观机制。相关研究以“The linkages between stomatal physiological traits and rapid expansion of exotic mangrove species (Laguncularia racemosa) in new territories”为题，近日在海洋与淡水生物学一区期刊Frontiers in Marine Science《海洋科学前沿》在线发表。

拉关木（Laguncularia racemosa）作为最新引进的“明星”物种，因其具有较高的环境适应性和快速繁殖生长的特性，被广泛用于红树林生态修复工程。然而，随着引种时间的延长，拉关木入侵的特征开始逐渐显现，但其迅速扩张的植物生理机制尚未形成共识。研究组发现，拉关木具有高密度但尺寸较小的双面叶片气孔分布特征，双面叶片气孔不但增强了气孔导度，而且缩短了二氧化碳的扩散路径，从而提高了光合作用速率。此外，拉关木较高的气孔密度对蒸腾作用有明显的促进作用，加速了水分的运输和养分的吸收，从而满足植物快速生长对养分和水分需求。来自叶片δ¹³C和碳氮分配的证据进一步证明（图1），拉关木的固有水利用效率（iWUE）较低，但光合作用率显著高于本土红树林物种。研究表明，与相邻的本地红树林相比，拉关木气孔形态和生理特征对其快速生长产生强烈影响，这为外来红树物种快速扩张机制提供了新的视角（图2）。

研究结果表明，拉关木在本土红树林生境内具有一定入侵潜力。因此建议在开展红树林人工造林或修复工程中，应慎重使用拉关木等外来种红树植物。国家林草局等多个机构明文规定，在红树林自然保护区内或国拨基金资助的红树林生态修复工程中禁止使用无瓣海桑等外来红树植物，以更好地保护我国的乡土红树植物以及依赖红树植物的海洋生物多样性。

图1外来种红树拉关木和本土红树物种碳氮稳定同位素组成及叶片碳同位素分馏值

图2 本地红树林（左）外来红树（右）扩张生理机制示意图

清华大学地学系毕业博士生柏建坤为论文第一作者，地学系林光辉教授为通讯作者，海南大学朱小山教授、地学系博士研究生孟宇辰、苟睿坤，以及清华大学深圳国际研究生院毕业硕士研究生代郑为论文合作者。本工作得到了国家科学技术部科技基础资源调查专项（2017FY100703）、国家重点研发计划项目(2019YFA0606604)和国家自然科学基金（41877352）等项目的资助。

文章链接：（https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2023.1136443/full）

供稿：柏建坤、林光辉

编辑：王佳音

审核：张 强