近日,中國熱科院環(huán)植所入侵植物與雜草研究團(tuán)隊(duì)在植物-土壤反饋驅(qū)動(dòng)植物入侵的機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展,為入侵植物常形成高密度的單一物種群落這一現(xiàn)象提出了一種新的機(jī)制性解釋。
前期研究表明,入侵植物通常比本地植物產(chǎn)生更積極的植物-土壤反饋;植物-土壤反饋的方向和強(qiáng)度受到土壤資源有效性(如養(yǎng)分)和同種植物密度的影響。然而,目前還沒有同時(shí)從養(yǎng)分和密度兩個(gè)角度研究入侵植物與土壤間的反饋?zhàn)饔谩?/div>
為探究這一問題,研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一個(gè)兩階段的植物-土壤反饋實(shí)驗(yàn),研究了土壤養(yǎng)分和種植密度對(duì)5種典型入侵菊科植物(薇甘菊、假臭草、勝紅薊、三葉鬼針草、飛機(jī)草)和4種共生的本地植物與土壤間的反饋?zhàn)饔?。結(jié)果表明,外來入侵植物馴化的土壤微生物對(duì)植物生長沒有抑制作用,而本地植物馴化的土壤微生物對(duì)植物生長有抑制作用。在高養(yǎng)分和高密度條件下,入侵種和本地種之間的植物-土壤反饋差異最為明顯,在這些條件下,本地植物在接種同物種或其他本地物種馴化的土壤后生長的生物量遠(yuǎn)低于在接種入侵植物馴化的土壤后生長的生物量。為揭示植物-土壤反饋?zhàn)兓膬?nèi)在機(jī)制,進(jìn)一步分析了土壤真菌和細(xì)菌群落。結(jié)果表明,與本地植物相比,外來入侵植物馴化的土壤中叢枝菌根真菌多樣性比本地植物高(平均值:1.671 vs. 1.379),且入侵植物和本地植物的病原菌群落組成存在顯著差異。此外,密度的改變對(duì)細(xì)菌群落組成的影響在高土壤養(yǎng)分條件下更大。綜上,隨著土壤養(yǎng)分的提高和同物種密度的增加,外來入侵植物與土壤間的反饋?zhàn)兓淮?,而本地植物與土壤間的反饋顯著變負(fù),從而阻止后者形成高密度的單一物種群落。這種入侵機(jī)制可能與克隆入侵植物特別相關(guān),因?yàn)樗鼈兛梢酝ㄟ^克隆繁殖在棲息地內(nèi)迅速增殖,而不會(huì)遇到負(fù)密度依賴,從而從少數(shù)個(gè)體迅速建立高密度的單一物種群落。
相關(guān)結(jié)果以“Effects of nutrient and density on plant-soil feedbacks of co-occurring invasive and native plants”為題發(fā)表于《Journal of Plant Ecology》,環(huán)植所王亞助理研究員和海南大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)研究生韓愛衍為共同第一作者,黃喬喬研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、海南省重點(diǎn)研發(fā)等項(xiàng)目的支持。
論文鏈接:
https://academic.oup.com/jpe/advance-article/doi/10.1093/jpe/rtaf121/8211453

日期:2025-08-11
