土壤微生物在外来植物入侵进程中起到非常关键的作用。外来植物入侵引起土壤微生物群落结构和功能的改变,这种变化反过来又会对外来入侵植物的生长和竞争产生反馈。外来植物入侵的这种土壤微生物学机制正不断受到人们的关注和认可。本研究以我国恶性入侵植物紫茎泽兰为对象,以紫茎泽兰-土壤微生物互作关系为主线,分析了紫茎泽兰入侵后对土壤理化特性及土壤微生物群落结构与功能的影响,以及土壤微生物群落(尤其是特定功能微生物丛枝菌根真菌(AMF))的改变对紫茎泽兰生长与本地植物竞争的反馈效应,阐释了紫茎泽兰入侵的土壤微生物学机制。主要结果如下：1.入侵植物紫茎泽兰对土壤微生态环境的影响通过选择紫茎泽兰易入侵的野外自然林下生境、林下边缘生境和路边生境,比较测定紫茎泽兰单优区和本地植物生长区的土壤理化性质和土壤微生物群落特征,以期阐释紫茎泽兰入侵对土壤微生态环境的影响。结果显示,3种生境下紫茎泽兰入侵后均改变了土壤微生态环境,大幅度提高了土壤中有机质、全氮的含量,降低了速效钾的含量。PLFAs分析结果表明,3种生境下的紫茎泽兰土壤和本地植物土壤相比,微生物群落结构存在明显差异,可以明显分为2大类群；前者比后者的土壤微生物磷脂脂肪酸生物标记的含量和种类均显著提高,如土壤革兰氏阳性菌和AMF磷脂脂肪酸生物标记含量显著提高。土壤功能微生物类群与土壤肥力因子、植物根系AMF侵染率的相关性分析发现,紫茎泽兰入侵区土壤微生物群落特征与土壤肥力因子(有机质、全氮、全磷和全钾)存在显著相关关系,紫茎泽兰叶片的生态化学计量学特征(C：NP比)亦与土壤中特定功能微生物AMF存在极显著的相关关系,而在本地植物生长区却没有发现,这极可能是因为紫茎泽兰自身营养物质吸收代谢快,养分含量、土壤肥力、土壤微生物之间存在联动关系。2.同质园小区模拟验证紫茎泽兰入侵对土壤微生态的影响及反馈通过野外基地的植物同质园小区(紫茎泽兰vs本地植物伴生植物香茶菜)试验,进一步验证了紫茎泽兰入侵对土壤微生态环境的影响。结果显示,紫茎泽兰小区土壤的全磷含量显著高于香茶菜小区,前者是后者的1.41倍,但全钾、硝态氮和速效钾的含量均显著低于香茶菜小区,分别减少了13.07%、19.38%和27.25%。PLFAs分析结果显示,紫茎泽兰小区的土壤微生物PLFAs生物标记含量和种类均显著高于香茶菜小区,土壤微生物类群和多样性指数也显著高于后者,说明紫茎泽兰小区内土壤微生物物种更丰富,且分布更均匀。土壤微生态环境的改变必然会对植物生长和发育产生不同反馈。紫茎泽兰小区土壤和香茶菜小区土壤对紫茎泽兰和香茶菜种子萌发率的反馈试验的结果显示,紫茎泽兰小区土壤和香茶菜小区土壤灭菌后,紫茎泽兰和和香茶菜的发芽率都显著降低,表明土壤微生物在紫茎泽兰和香茶菜种子萌发中的促进作用；未灭菌的紫茎泽兰土壤对紫茎泽兰种子萌发产生一定的促进作用,而对香茶菜种子萌发产生一定的抑制作用,表明紫茎泽兰入侵后改变了土壤微生物群落,进而促进了自生种子萌发且抑制了本地植物香茶菜种子的萌发,从而增强自身的竞争力。3.紫茎泽兰入侵地和本地植物生长区AMF对紫茎泽兰的反馈采用温室盆栽实验,以灭菌的云南红壤土为基土,分别添加入侵植物紫茎泽兰土壤的AMF孢子、本地植物燕麦土壤AMF孢子以及未接种AMF孢子(对照组)的接种AMF处理方法,以验证AMF孢子对植物生长的反馈效应及差异。结果显示,接种紫茎泽兰土壤的AMF孢子提高了紫茎泽兰的生物量,相比于接种本地植物土壤的AMF孢子和对照组分别显著增加了50.58%和42.80%；紫茎泽兰AMF孢子对紫茎泽兰株高的影响也表现出同样的趋势,比接种本地植物AMF孢子和对照组分别显著增加了12.83%和13.59%；并且紫茎泽兰AMF孢子还对林泽兰株高产生了抑制作用,相比于对照组减少了24.42%。本地植物AMF孢子对紫茎泽兰的生长并没有产生显著性影响。因此紫茎泽兰入侵区AMF对自身生长产生正反馈,而对本地植物产生中性或负反馈。总之,紫茎泽兰入侵后改变了土壤微生态环境,增加了土壤中有机质和全氮的含量,降低了速效钾的含量,并且在这种影响在不同生境下具有普遍性。同质园小区模拟实验中紫茎泽兰对土壤微生态环境的影响基本与野外调查结果吻合。紫茎泽兰小区土壤微生物虽然没有对自身种子发芽率产生有效的促进作用,但本地植物香茶菜小区土壤微生物对自身种子萌发的抑制作用远远大于对紫茎泽兰种子萌发的抑制作用,这种不对称的反馈作用可能有利于紫茎泽兰的入侵和对本地植物的竞争排斥。紫茎泽兰入侵区AMF对自身生长产生正反馈,而对本地植物产生中性或负反馈,说明AMF在紫茎泽兰与本地植物竞争替代过程中,产生了对紫茎泽兰有力的正反馈。