吳紀(jì)華課題組合作揭示植物入侵影響土壤食物網(wǎng)的機制
近日，我院生物多樣性和生態(tài)工程教育部重點實驗室吳紀(jì)華教授課題組與北卡州立大學(xué)胡水金教授合作，在入侵植物通過凋落物與根際兩條途徑影響土壤生物群落結(jié)構(gòu)與功能的研究中取得重要進展。相關(guān)研究成果以“Invasive plants differentially affect soil biota through litter and rhizosphere pathways: a meta-analysis”為題在線發(fā)表于生態(tài)學(xué)國際頂級期刊《Ecology Letters》。
外來植物主要通過改變凋落物輸入和根系沉積作用影響土壤食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和功能。但是在外來植物造成物質(zhì)循環(huán)改變等生態(tài)系統(tǒng)后果的過程中，植物的凋落物與根系分別扮演什么樣的角色，對土壤食物網(wǎng)和物質(zhì)循環(huán)的作用是否與土著植物不同，又如何反饋作用于入侵植物的擴張，這些都是目前入侵生態(tài)學(xué)中十分關(guān)鍵卻尚未解決的問題。
吳紀(jì)華教授課題組長期以入侵植物互花米草為研究對象，探討入侵植物對地下生態(tài)系統(tǒng)的影響及機制。本研究在互花米草案例研究的基礎(chǔ)上，廣泛搜集了全球范圍內(nèi)外來植物入侵影響土壤微生物、土壤動物的野外觀測與控制實驗結(jié)果，通過整合分析方法全面揭示了入侵植物影響土壤食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及碳、氮循環(huán)的機制。本研究提出了一個入侵植物通過凋落物與根際兩條途徑影響土壤生物的概念模型（圖1）。一方面，入侵植物的凋落物輸入刺激了碎屑食物網(wǎng)的活性，有利于營養(yǎng)釋放，可能提高了土壤中可利用氮的含量；另一方面，入侵植物減少了根部取食作用，降低了根際細(xì)菌與細(xì)根的競爭，增加了共生菌根真菌的生物量，有利于入侵植物根系的營養(yǎng)吸收。入侵植物的凋落物與根際輸入通過物質(zhì)循環(huán)過程耦合，將最終正反饋作用于入侵。該研究為探討入侵植物影響生態(tài)系統(tǒng)的機制以及植物入侵的管理和調(diào)控指示了新的方向。
吳紀(jì)華課題組2018屆博士畢業(yè)生張珮為本文第一作者，復(fù)旦大學(xué)吳紀(jì)華教授、北卡州立大學(xué)胡水金教授為共同通訊作者，復(fù)旦大學(xué)李博教授為共同作者。本研究得到了國家重點研發(fā)計劃（“入侵植物與脆弱生態(tài)系統(tǒng)相互作用的機制、后果及調(diào)控”）、國家自然科學(xué)基金面上項目等資助。
論文全文鏈接： https://rdcu.be/bbFRG
圖1. 入侵植物通過凋落物與根際兩條途徑影響土壤生物
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