凋落叶作为陆地生态系统生产力构成之一,其分解是陆地生态系统化学及营养循环中的重要环节。同时,凋落叶含有大量化感物质,其在土壤中分解释放化感物质显著影响植物化感作用。入侵植物加拿大一枝黄花作为一种典型的恶性杂草,有关其在原位生态环境下凋落叶分解过程中对土壤营养循环和化感作用的动态影响报道甚少。因此,本研究采用野外原位与室内补充试验,以入侵植物加拿大一枝黄花及本地共存植物芦苇凋落叶为实验材料,探究不同入侵程度下加拿大一枝黄花凋落叶的分解动态以及对土壤反馈作用的影响。旨在探明,凋落叶分解动态和对其入侵的影响,为加拿大一枝黄花的入侵机制和生态防治研究提供一定的理论参考。本研究取得了以下主要成果:1.采用野外原位降解试验,研究凋落叶化学性质及入侵样地对凋落叶分解速率的影响和凋落叶分解动态对土壤碳氮循环的影响。结果显示:(1)加拿大一枝黄花凋落叶的C/N值和纤维素相对含量显著低于芦苇凋落叶。随分解时间,总体上单独样地凋落叶的分解速率表现为加拿大一枝黄花>芦苇。与单独样地相比,混合样地显著促进加拿大一枝黄花凋落叶分解,抑制芦苇凋落叶分解。冗余分析结果显示凋落叶C/N值和纤维素相对含量与凋落叶分解速率呈负相关。(2)凋落叶分解4个阶段均显著增加土壤总C和总N含量,其中两物种无显著差异,但混合样地总N增加量显著高于单独样地。同时凋落叶分解增加了土壤硝态氮和无机氮含量。结果一方面表明凋落叶C/N值等性质和入侵样地影响加拿大一枝黄花凋落叶分解速度,另一方面表明加拿大一枝黄花凋落叶在分解阶段持续影响土壤总C和总N含量。2.研究加拿大一枝黄花凋落叶的分解过程中化感物质的释放速率及变化规律,通过盆栽试验研究化感物质释放到土壤后的动态影响。结果显示:(1)加拿大一枝黄花含有大量的化感物质,2类主要化感物质(总酚和总黄酮)含量显著高于芦苇凋落叶。从化感效应来看,两者凋落叶浸提液显著抑制了莴苣种子萌发和生长,且化感抑制效应随化感物质释放显著降低。凋落叶分解时间和土壤样地显著影响凋落叶化感物质含量:化感物质在初期分解(单独样地加拿大一枝黄花凋落叶分解60 d,芦苇凋落叶分解30 d)迅速降低至最低水平;混合样地促进加拿大一枝黄花化感物质的释放,其凋落叶化感物质降低最低水平时间缩短至30 d;(2)土壤化感实验显示:化感物质进入土壤中不会马上被分解,部分会在土壤中积累,60至120 d持续抑制本地植物的萌发和生长。结果一方面表明加拿大一枝黄花有很强的化感作用,可能在凋落叶分解初期抑制植物生长,也表明了化感物质的分解速率同样受到入侵样地的影响;另一方面表明化感物质的时效性,其影响可能很大程度上取决于凋落叶分解速度和在土壤中的停留时间。3.研究了加拿大一枝黄花凋落叶分解后对土壤微生物群落结构的影响。研究结果显示:加拿大一枝黄花和芦苇凋落叶分解显著影响了土壤中真菌丰富度和多样性指数;其中单独样地加拿大一枝黄花凋落叶分解显著增加了Mortierella和Rumex真菌属,而显著减少Fusarium、Brassica和Coreopsis真菌属;混合样地加拿大一枝黄花和芦苇凋落叶分别显著增加了Brassica、Rumex与Amaranthus真菌属和Brassica、Amaranthus与Geranium真菌属,都显著减少了Mortierella和Salix真菌属。典型相关分析结果表明土壤理化性质与真菌群落结构显著相关。结果表明凋落叶显著增加了真菌群落多样性和丰富度,改变了土壤生态系统,可能有利加拿大一枝黄花生长。4.采用盆栽实验研究加拿大一枝黄花凋落叶分解的土壤反馈作用。结果显示:(1)加拿大一枝黄花凋落叶分解(Sc)和芦苇凋落叶分解(Pa)处理土壤均显著提高加拿大一枝黄花的株高和总生物量;和Pa处理相比,Sc处理土壤抑制了芦苇株高;Sc和Pa处理土壤对多裂叶翅果菊和一枝黄花的株高无显著影响。Sc和Pa处理土壤对芦苇和多裂叶翅果菊的生物量无影响,Sc处理土壤抑制了一枝黄花生物量。(2)土壤反馈指数显示:Sc处理土壤抑制本地植物芦苇、一枝黄花和多裂叶翅果菊的生长,其中对本地植物一枝黄花影响最显著,而显著促进入侵植物加拿大一枝黄花的生长;同时Pa处理土壤显著促进加拿大一枝黄花和本地一枝黄花的生长,抑制翅果菊生长,对芦苇生长无显著影响。结果表明加拿大一枝黄花凋落叶分解后土壤具有反馈作用,显著促进了其自身的生长。