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毛竹(Phyllostachys edulis)扩张对邻近森林生态系统物种多样性造成较大影响,但其影响机制尚不清楚。生态化学计量学是利用生物学、化学和物理学中的基本原理,来研究生物系统元素平衡的科学。本文采用时空替代法,在江西井冈山国家级自然保护区,比较分析了毛竹扩张方向上的毛竹林、竹木混交林和邻近阔叶林与杉木林乔木、灌木、草本层的物种多样性、植物叶片及林下土壤的氮磷含量、氮磷比等指标,试图从生态化学内平衡的角度来分析毛竹扩张导致物种多样性变化的原因。结果表明:(1)毛竹扩张对邻近阔叶林不同层次的物种多样性影响不同。其中扩张显著降低了乔木层的物种多样性,使Shannon-Wiener指数由2.56降至0.06,降幅高达98%;同时也降低了灌木层的物种多样性,Shannon-Wiener指数由2.58降至2.03,降幅约22%;但毛竹扩张却增加了草本层的物种多样性,Shannon-Wiener指数由2.64上升为2.95,增幅约12%。(2)毛竹扩张也影响了常绿阔叶林的群落结构。扩张减少了群落的分层,导致群落垂直结构单一,主要集中在12-14 m,多度百分比占33.3%;同时减少了大径级的个体,导致群落径级主要分布于5-10 cm,多度百分比高达90.0%。说明毛竹扩张使阔叶林群落结构变得单一。(3)乔木层物种的氮磷化学计量学特征存在一定差异。毛竹内平衡调节能力最强,在扩张过程中叶片N:P维持在16.0,基本不变;杉木(Cunninghamia lanceolata)次之,成熟叶N:P稳定在13.0,而新叶和凋落叶的N:P平均降幅约18%;阔叶树内平衡调节能力较弱,叶片N:P约20.0-23.0,毛竹扩张导致其降低约20-30%。(4)灌木层物种的氮磷化学计量学特征差异也较大。油茶(Camellia oleifera)、朱砂根(Ardisia crenata)和格药柃(Eurya muricata)的内平衡调节能力较强,红果钓樟(Lindera erythrocarpa)和红楠(Machilus thunbergii)的内平衡调节能力一般。毛竹扩张导致红果钓樟的叶片N:P下降约20%。(5)草本层植物的氮磷化学计量学特征则差异不明显,叶片N:P可塑性较强,约16.0-20.0。毛竹扩张对其影响不显著,降幅小于10%。(6)毛竹扩张导致邻近森林生态系统土壤P含量显著升高,土壤N:P显著下降。常绿阔叶林土壤N:P约9.0,杉木林土壤N:P约10.0,毛竹林的土壤N:P约6.0,降幅达35-40%。(7)不同层次植物对土壤养分变化的响应不同。乔木层植物叶片N:P与土壤N:P呈显著正相关,灌木层叶片与土壤N:P相关性不显著,而草本层叶片N:P与土壤N:P呈显著负相关。总之,毛竹扩张使江西井冈山自然保护区次生常绿阔叶林与杉木林土壤P含量升高,土壤N:P下降,并对乔灌草3层次物种的叶片氮磷化学计量学特征造成不同程度的影响,其中乔木受影响最大,灌木次之,草本最轻。推测毛竹扩张导致邻近森林土壤养分变化,引起不同植物体内元素化学计量变化,可能是植物多样性变化的重要原因。本文为植物入侵对生物多样性影响机制的探讨提供了新的视角,也为生物多样性的保护提供了理论参考。